화학평형(결과)

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화학평형(결과)
14페이지.

목차

ABSTRACT
CONTENTS
1. INTRODUCTION
1.1 실험목적
1.2 실험이론
1.3 실험주의사항
1.4 시약의 특성
2. EXPERIMENTAL
2.1 기구 및 시약
2.2 실험절차
3. RESULTS
3.1 Raw data
3.2 Results
4. DISCUSSION
5. REFERENCE

본문내용

ABSTRACT


이번 ‘화학 평형’ 실험 목적은 화학 반응이 평형상태에 도달했을 때 평형상태에 존재하는 각 종의 농도를 알아내어 반응의 평형 상수를 계산해 보는 것이다. 균일계의 가역적인 반응이 평형상태에 있을 때 반응에 참여한 물질의 농도사이에는 성립되는 관계식이 성립되고 이 값을 평형상수라고 한다. 이 평형상수는 온도에만 의존하고 농도에는 무관하다. 그렇기 때문에 일정한 온도에서 일어나는 화학반응은 농도에 상관없이 일정한 값을 가져야 한다.
초산 a mol에 ethanol b mol 과 물 c mol을 혼합시켜 평형상태에 도달되었을 때, 초산이 x mol 남아 있다면 평형상태에 있어서의 각 물질의 농도는 다음과 같다.

at t = 0 a b 0 c
CH3OOH + C2H5OH ⇄ CH3COOC2H5 + H2O
x/V [b-(a-x)]/V (a-x)/V [c+(a-x)]/V

여기에서 V는 계의 total volume이다. 이들을 이용하면 평형상수 K는 다음과 같이 된다.

데이터를 얻기 위해 우선 적정에 사용할 시료를 제조한다. NaOH 용액과 페놀프탈레인 지시약을 제조하고 각각의 반응용기에 주어진 양만큼 넣어 용액을 제조한다. 용액이 제조되면 필름을 사용해 반응용기를 봉하고 제조한 용액들이 평형에 도달하게 하기 위해 하루 동안 실온에 방치한다.
필름을 제거하고 메스실린더에 반응용기에 들어있는 용액을 넣는다. 용기 내에 남아있는 용액을 증류수로 씻어 메스실린더에 넣고 전체부피가 100ml가 되도록 증류수를 넣는다. 이 용액을 삼각플라스크에 넣고 다른 4개의 반응용기에도 같은 과정을 반복하고 페놀프탈레인 지시약을 가는 스포이트를 사용해 3방울 정도 넣고 흔들어준다. burette에 1N NaOH 표준액을 넣고, burette을 스탠드의 클램프에 고정시킨 다음 삼각플라스크를 Stirring machine 위에 놓고 안에 자석을 넣는다. Stirring machine을 작동 시킨 다음 적정을 시작한다. 플라스크 안의 용액이 NaOH용액 한 방울에 의해 완전히 연한 붉은색을 띄게 되었을 때 적정을 멈춘다.
실험 결과 평형상수는 반응용기마다 값이 달랐으며 평균 1.6346이었다.




4. DISCUSSION
이번 실험에서는 일정한 농도의 아세트산과 염산에 반응용기마다 농도가 다른 에탄올을 혼합시켜 평형 상태에 도달되었을 때, 평형상태에 있어서의 각 물질의 농도를 구해 평형상수(K)를 구하였다. 실험 결과 일정한 온도에서 같아야 할 평형상수 값이 변하였다. 평형상수는 반응 물질과 생성 물질의 농도가 달라도 온도가 일정하면 항상 일정해야한다. 실온에서 실험을 하였지만 온도가 일정하다고 가정할 수 있으므로 온도의 영향보다는 다른 환경의 영향이 클 것이다.
이번 실험에서는 염산을 사용하는데 염산을 사용하는 이유는 염산이 이 반응의 촉매이기 때문이다. 염산을 가하지 않으면 상온에서 1주간 방치해 두어도 평형상태에 도달하지 않게 된다. 이렇듯 반응속도가 매우 늦기 때문에 적정 중에 평형상태의 변화는 거의 없다. 따라서 이 방법이 가능하게 된다. 또한 촉매를 사용하여도 반응속도가 느리기 때문에 상온에서 일정 시간 방치하여 이 반응이 평형상태에 도달하도록 해야 한다. 만약 반응 속도가 빠르다면 이 방법을 사용할 수 없으므로 다른 물리화학적 측정법을 사용해야만 한다.
반응용기를 제작할 때 시험관의 주둥이 근처를

참고 자료

1. H.S.Shin. "Fundamental Chemical Engineering Laboratory Manual" pp.11-13