평형 상수의 결정

목차

1. 실험날짜
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 시약 및 기구
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 고찰
8. 참고문헌

본문내용

실험 날짜: 2019.11.29. 금요일

실험 목적
FeSCN2+의 착이온 평형에서 반응의 평형 상수를 구하고 화학 평형을 이해한다.

실험 원리
(1) 화학 평형
2NO2(g)↔ N2O4(g)
이산화 질소(NO2)와 사산화 이질소(N2O4) 사이의 가역 반응식에서 처음에 NO2만 있다고 하면, NO2는 반응하여 N2O4를 만들기 때문에 시간이 흐름에 따라 NO2의 농도는 감소할 것이고 N2O4의 농도는 증가할 것이다.
 이 반응에서 NO2와 N2O4의 반응 시간에 따른 농도 변화를 나타낸 것으로 NO2와 N2O4의 농도는 각각 감소, 증가하다가 어느 시점부터는 일정하게 유지된다. 이와 같이 반응물과 생성물의 농도가 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태를 평형 상태(equilibrium state)라고 한다.
 가역 반응인 어떤 화학 반응이 일정한 온도에서 일어나면 궁극적으로 그 반응계는 평형 상태에 도달하게 되고 반응 속도의 관점에서 이해할 수 있다.
 위 반응에서 정반응은 NO2에 대하여 2차 반응, 역반응은 N2O4에 대하여 1차 반응임이 알려져 있다. 따라서 정반응의 반응 속도 상수를 kf, 역반응의 속도 상수를 kr이라고 하면 정반응과 역반응의 반응 속도는 각각 아래와 같이 표현된다.
 위 반응이 시작된 후 이산화 질소(NO2)와 사산화 이질소(N2O4)의 농도는 각각 감소, 증가하기 때문에 정반응의 반응 속도는 감소하고 역반응의 반응 속도는 증가한다.
어느 순간 정반응과 역반응의 반응 속도가 같아지면 정반응에 의해 NO2가 감소하는 속도와 역반응에 의해 증가하는 속도가 같게 되어 결국 NO2의 농도가 변하지 않게 된다. 또한 N2O4가 정반응에 의해 증가하는 속도와 역반응에 의해 감소하는 속도도 같아지므로 N2O4의 농도도 변하지 않게 된다.
 이와 같이 평형 상태는 반응이 일어나지 않는 정적인(static) 상태가 아니라, 정반응과 역반응이 끊임없이 일어나는 동적인(dynamic) 상태이다.

참고 자료

이홍인 (2016) 일반화학실험 발행지: 자유아카데미
레이먼드 창. (2018). 레이먼드 창의 일반화학 (제 12판) 발행지: 사이플러스
평형 상수의 결정 PPT
Msds, distilled water, 2019.11.29
http://msds.kosha.or.kr/AIViewer/msdsAireport/msds_summary/A_OnePage.jsp
구글, distilled water, 2019.11.29
https://www.google.co.kr/search?source=hp&ei=cpHVXPD5F4TLmAWYuKWoCA&q=%EC%95%84%EC%84%B8%ED%86%A4&oq=dktpxhs&gs_l=psy-ab.1.0.0l10.1861.4010..5492...0.0..0.113.735.1j6......0....1..gws-wiz.....0..0i10j0i131j0i10i42.dSVx5Ye0DQM
msds, Iron(III) nitrate, 2019.11.29
http://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetailGet.do
구글, Iron(III) nitrate, 2019.11.29
https://www.google.co.kr/search?q=potassium+permanganate&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwipyNWdnYLlAhWGGaYKHZ0tBMYQ_AUIESgB&biw=1301&bih=598&dpr=1.05#imgrc=SN3_0x1-wzRoRM:&spf=1570179173443
msds, potassium thiocyanate, 2019.11.29
http://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetailGet.do
구글, potassium thiocyanate, 2019.11.29
https://www.google.co.kr/search?biw=1301&bih=598&tbm=isch&sa=1&ei=BfKNXbWoGpq5wAOOt7SAAw&q=ferrous+chloride&oq=ferrous+chloride&gs_l=img.3..0j0i30l4j0i24l5.645800.648477..649250...0.0..0.107.299.2j1......0....2j1..gws-wiz-img.h3Fca5XsdO4&ved=0ahUKEwj1vs3R8vDkAhWaHHAKHY4bDTAQ4dUDCAY&uact=5#imgrc=-PjgZoWXZPD4-M:&spf=1569584271691
msds, acetone, 2019.11.29
http://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetailGet.do
구글, acetone, 2019.11.29
https://www.google.co.kr/search?q=potassium+permanganate&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwipyNWdnYLlAhWGGaYKHZ0tBMYQ_AUIESgB&biw=1301&bih=598&dpr=1.05#imgrc=SN3_0x1-wzRoRM:&spf=1570179173443