일반화학실험2 시계반응 full report

소개글

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목차

I. Title

II. Purpose

III. Theory
1. 반응속도
2. 속도법칙
3. 반응속도에 영향을 미치는 요인
4. 반응 메커니즘 & 속도결정단계
5. 시계반응

IV. Apparatus

V. Chemical reagents

VI. Procedure

VII. Data & Result

VIII. Discussion

본문내용

Title : 시계반응

Purpose : Starch indicator를 통하여 단계적으로 일어나는 화학 반응을 통해 반응 속도론에 대한 개념을 이해하고 반응 차수를 계산한다.

Theory
반응속도 : 화학에서 반응속도란 화학반응이 진행되는 속도를 의미한다. 나무가 연소되는 반응은 빠른 반응이지만 쇠가 녹스는 반응은 몇 년이 걸리는 느린 반응이다. 용액에서의 반응속도는 반응 시간 동안 반응물과 생성물의 변화량을 측정하여 나타낼 수 있다. 반응시간이 길어짐에 따라 반응물의 양도 감소하기 때문에 반응 속도는 점차 느려진다.
속도법칙: 반응속도를 반응물의 농도(초기 농도)와 속도 상수(k)를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
aA + bB → cC + dD라는 반응이 있을 때, 반응속도 = k〖[A]〗^x 〖[B]〗^y ([A]는 반응물A의 농도를 의미)
속도 상수(k)는 비례상수로 농도와는 무관하지만 온도에 영향을 받는다. x,y 값은 이론적으로 계산이 불가하고 반드시 실험을 통해 결정해야 한다. 실험마다 일정량의 반응물 농도를 변화시키고 반응물의 농도 감소량과 생성물의 농도 증가량을 측정하여 초기 속도를 결정하고 각 실험 데이터를 비교해봄으로써 x,y 값을 구할 수 있다. 여기서, x와 y를 더한 값을 반응차수라고 한다.
반응속도에 영향을 미치는 요인 : 반응속도는 여러가지 요인에 의해 결정된다. 압력, 온도, 촉매의 존재 여부, 반응물 입자 크기, 반응물 농도, 반응 물질의 종류 등이 포함된다. 농도나 압력을 증가하게 되면 분자 사이의 충돌이 더 많이 일어나 반응 속도가 증가할 수 있다. 촉매는 화학 반응이 진행되는데 있어서 필요한 활성화에너지를 낮추거나 높임으로써 반응 속도가 달라지게 만든다. 일반적으로, 온도가 높아질수록 활성화에너지 보다 높은 에너지를 가지는 분자가 많아져 반응 속도가 빨라지게 된다. 반응하는 물질들의 이온 상태, 결합력, 표면적에 따라서 반응 속도가 달라질 수 있다.

참고 자료

대한화학회(2011), 표준 일반화학실험 제 7판, 천문각, pp 184-191
Brown 외 5인 및 화학교재연구회 (2019), 일반화학 제 14판, Pearson 및 자유아카데미, pp 632-702