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자연과학 자료실 일반화학실험 자료실 화학반응속도-시계반응
[자연과학][일반화학실험] 화학반응속도-시계반응
[일반화학실험] 화학반응속도-시계반응
-목 차-
1. 실험목적
2. 실험도구
1) 기구
1) 시약
3. 이론
1) 시계반응
2) 반응속도에 대한 농도의 영향
3) 반응속도식 / 반응속도상수 / 반응차수
4) 녹말 지시약
5) 활성화 에너지(Ea)
6) 시약 조사
4. 주의 및 참고사항
5. 실험방법
6. 자료 및 결과
1) 실험 결과
7. 결론
8. 참고문헌
1. 목적
화학반응속도는 농도, 온도 및 촉매의 영향을 받는다. 농도 변화에 따른 반응속도를 측정함으로써 반응속도상수와 반응차수를 결정할 수 있다. 일 실험에서는 소위 시계반응을 이용하여 2I + S2O8² → I2 + 2SO4² 반응의 속도에 미치는 농도의 영향을 조사하고, 반응속도상수 및 반응차수 구하는 방법을 습득한다.
2. 실험 도구
기구:삼각플라스크(50mL, 100mL), 피펫(5mL, 10mL, 20mL), 눈금실린더 (10mL), 온도계(1-100℃), 고무빨게, 초시계, 스포이드, 씻기병.
시약:0.2M KI, 0.1M(NH4)2S2O8, 0.005M Na2S2O3, 0.2M KCl, 0.1M (NH4)2SO4, 녹말지시약(녹말+HgCl2)
3. 이론
1) 시계반응
이 실험에서는 화학반응속도에 미치는 농도의 영향을 조사하는 것이 목적이다. 다음과 같은 요오드화 이온과 과산화이황산 이온의 반응을 조사하여 보자.
I + S2O8² → I2 + 2SO4²
(1)
이 반응은 실온에서는 상당히 느리게 진행되는데, 그 반응속도는 다음 식으로 나타낼 수 있다.
반응속도〓k[I][S2O8²]ⁿ
(2)
여기서 k는 반응속도상수이며, m과 n은 반응차수로서 0, 1, 2, 3과 같은 정수이다. 이온의 농도는 mol/L로 나타낸다. 반응속도는 식 (2)에서 알 수 있듯이 반응물의 농도에 따라서 영향을 받는다. 또한 반응속도는 온도와 촉매의 영향을 받는다. 그러나 이 실험에서는 반응속도에 미치는 농도의 영향만을 조사하기로 한다.
이 실험의 주목적은 속도상수 k의 값과 반응차수 m과 n을 구하는 것이다. 우리들이 반응속도를 측정하려는 방법은 소위 시계반응이라 부르는 반응인데, 이것은 한 반응의 종말점을 자동적으로 알 수 있는 반응이다. 우리가 조사대상으로 하고 있는 반응 (1)을 녹말 존재하에서 다음의 반응 (3)과 동일 용기내에서 동시에 일어나도록 한다.
I2 + 2S2O3² → 2I + S4O6²
(3)
반응 (3)응 반응 (1)에 비하여 훨씬 빨리 진행된다. 그러므로 반응 (1)에서 생성된 I2분자는 같은 반응요기에 들어 있던 S2O3² 이온과 재빨리 반응하여 없어지게 되어 S2O3² 이온이 완전히 소모되지 않는 한 I2의 농도는 영이다. 반응이 진행되어 S2O3² 이온이 모두 소모되면 반응 (1)만이 일어나므로 I2 분자가 용액 속에 남게 되고, I2 분자가 생성되는 순간 이것이 녹말과 반응하여 청색을 띠게 되어 일정량의 S2O3² 이온이 모두 반응하여 없어지는데 필요한 시간을 알려주므로 시계와 같은 구실을 한다.
만일 S2O3² 의 양을 처음부터 S2O8² 보다 당량 이상으로 월등히 많이 사용하였다면 (1)의 반응이 완결될 때까지 반응계에는 영원히 색 변화가 없겠지만, 처음에, I 및 S2O8² 에 비하여 당량보다 훨씬 적은 양의 S2O3²을 가하고 반응을 시작하였다면 (1)반응이 완결되기 전에 즉, (1)의 반응이 진행되는 도중에 S2O3² 은 완전히 소모되고 그 순간 I2와 녹말과의 반응에서 색 변화가 일어난다.
반응 (1)에서 1몰의 S2O8² 에 의해서 1몰의 I2가 생기게 되는데, 이 1몰의 I2는 반응 (3)에 따라 2몰의 S2O3² 와 반응한다. 그러므로 반응이 시작되어 청색이 나타나는 순간까지 소모된 S2O8² 의 몰수는 처음에 가한 S2O3² 의 몰수의 절
자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11082238&sid=leesk55&key=
[문서정보]
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파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료실 일반화학실험 자료실 화학반응속도-시계반응
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키워드 : 자연과학,일반화학실험,화학반응속도,시계반응,자료실
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