[화공생물공학기초실험 A+예비레포트] 반응속도에 대한 온도의 영향

목차

1. Introduction
2. Materials
3. Methods
4. References

본문내용

1. Introduction
반응속도 상수에 미치는 온도의 영향을 분석하고, 이에 관련된 Arrehenius 식을 이해한다. 이를 통해 반응의 활성화 에너지를 구하고 그 의미를 살펴본다.
① 아레니우스 식 및 활성화 에너지 계산
반응속도 상수 k는 온도에 크게 의존하며, 기상반응에서는 전압의 함수가 될 수 있으며, 액상반응에서는 이온강도나 용매의 종류 등 다른 변수들의 함수가 될 수 있다. 그러나 다른 변수들의 영향은 온도의 영향보다 훨씬 작으므로, 온도만의 함수로 근사하여 사용하여도 잘 맞는다. 스웨덴의 화학자 Arrhenius가 반응속도 상수의 온도의존성을 다음과 같이 본인의 이름을 따서 아레니우스(Arrhenius)식을 제안하였고, 현재 반응속도에 상수에 따른 온도 의존성을 설명할 때 가장 많이 활용된다.

서로 다른 여러 온도에서 반응을 수행하여, 반응속도상수를 구하고, 그 결과를 ln⁡ 대 (1/T)로 도시하고, 그 기울기가 -E/R이고 기체상수를 기울기 값에 곱해서 활성화에너지를 구할 수 있다.
이와 같은 방법으로 활성화에너지를 구하기 위해서는 온도를 고정하고 온도에 따른 반응속도 상수를 구해야 한다.

② 온도에 따른 반응속도 상수 측정
회분기 반응기는 균일반응에 대한 속도식 파라미터를 결정하기 위하여 사용되며, 주로, 농도를 시간에 따라 측정한 후 미분법, 적분법, 또는 최소자승법 등을 사용하여 반응차수 α와 반응속도상수 k를 구한다. 본 실험에서는 적분법을 활용하여 반응속도 상수를 측정한다. 적분법의 측정 방법은 아래와 같다.

참고 자료

동국대학교화공생물공학과, 화공생물공학기초실험, 동국대학교화공생물공학과, 2023, pp.19-21
최상복, 산업안전대사전, 골드, 2004