Kinetics of Bromination Reaction of Acetone

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. experimental method
4. result and data analysis
5. discussion
6. conclusion
7. references

본문내용

2. Introduction
화학반응에서의 반응속도는 반응 메커니즘을 추측할 수 있게 하고 농도, 온도 등과 같이 반응에 영향을 주는 인자가 무엇인지에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에 중요한 내용이다. 따라서 화학반응의 속도를 결정하는 것이 매우 중요하다. 이 실험에서는 acetone의 Bromination 반응에 대한 속도 법칙을 구하고, 반응화 활성화 에너지를 구하며, 이 결과를 바탕으로 반응 메커니즘을 유도하는 것과 유기화학에서 배운 반응 메커니즘의 타당성을 알아보고자 한다. Accetone의 브롬화 반응은 다음과 같이 주어진다.

CH3COCH3 + Br2 -> CH3COCH2Br + Br- + H+

원래 이 반응은 잘 일어나지 않지만, H+촉매를 쓰면 반응을 잘 할 수 있다. 여기서 Br2은 400nm에서 빛을 흡수하기 때문에 노란색을 띠다가 반응이 진행되면 Br2이 없어지면서 무색으로 변한다. 이렇기 때문에 반응 용액의 색깔 변화를 이용하여 반응의 진행 정도를 알 수 있다. 화학반응은 대부분 여러 step들이 복합적으로 일어나는데 acetone의 Bromination 반응의 경우 세 개의 step으로 이루어져있다. 그러나 각 step이 일어나는 속도는 다르며 이 중 가장 느린 step의 반응속도가 전체 반응속도를 결정하게 된다. 이 step이 속도결정단계인데 실험에서 각 반응의 속도를 알 수 있고 이를 이용하여 rate law를 결정한다. 이 실험에서의 반응속도는 다음과 같은 형태로 가정된다.

반응속도= -[CH3COCH3]/dt = -[Br2]/dt = k [CH3COCH3]p [Br2]q [H+]r

k는 반응속도상수이고 p ,q, r는 각 reactants의 반응 계수이며 이 합이 전체 반응의 반응계수를 결정하게 된다. 반응 속도 계수는 0이 될 수도 있는데 이는 그 reactant의 농도가 반응속도에 영향을 미치지 않음을 의미한다. 반응은 항상 평형으로 일어나지만 Bromination 반응에서는 역반응을 무시하기 때문에 반응물만으로 반응속도를 결정하게 된다.

참고 자료

Atkins, Physical chemistry 9th. Oxford.- Ch.21, pp.790-795
Zumdahl, General Chemtistry, 8th, Cengage Learning. - Ch.12, pp.540-570
L.G. Wade, Jr., Organic Chemistry, 8th, Pearson Prentice Hall
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%BC%ED%99%94_%EC%88%98%EC%86%8C