[화학공학실험] 회분식 반응기를 이용한 반응속도 상수의 결정 예비레포트(A+)

소개글

회분식 반응기를 이용한 반응속도 상수의 결정 예비레포트 입니다.
화학 반응 속도에 미치는 온도의 영향을 조사하기 위해 Ethyl acetate의 NaOH에 의한 검화 반응(비누 반응)을 여러 온도에서 행하여 각 온도에서의 반응속도 상수를 구하고 비교한다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
1) 회분식 반응기
2) 검화반응
3) Ethyl Acetate 의 NaOH에 의한 검화반응
4) 반응속도
5) 반응속도상수와 아레니우스 식
6) 반응 속도식의 결정 - 반응속도 상수 구하기
7) 산 염기의 적정과 역적정

3. 시약 및 기구

4. 실험 방법

5. 주의사함

6. 자료출처 및 참고문헌

본문내용

1. 실험목적

화학 반응 속도에 미치는 온도의 영향을 조사하기 위해 Ethyl acetate의 NaOH에 의한 검화 반응(비누 반응)을 여러 온도에서 행하여 각 온도에서의 반응속도 상수를 구하고 비교한다.

2. 실험이론

1. 회분식반응기
▶ 특성: 1회 처리량을 받아서 반응이 진행되는 동안에 연속적인 흐름이나 배출 없이 일정 시간 처리 후 배출, 연속운전으로 전환하기가 용이하지 않은 공정들에 대해 사용
▶ 상: 기상, 액상, 액-고상
▶ 응용분야: 작은 규모의 생산 , 중간생성물 또는 일회 생산 의약품 , 발효
▶ 장점: 단위 부피당 높은 전환율, 청소가 쉬움, 운전 유연성 (같은 반응기로 제품 1을 생산 후 다음에는 제품 2 생산 가능)
▶ 단점: 운전비가 높음, 제품의 품질이 매번 달라지는 가능성을 가짐

연속교반조반응기
▶ 특징: 반응물/생성물이 연속으로 흐르면서 정상상태로 운전 , 반응기 내의 조성이 일정하게 유지 , 출구 농도는 반응기 내의 농도와 동일
▶ 상: 액상, 기-액, 고-액
▶ 응용분야: 교반이 필요한 반응, 반응기 연속배열
▶ 장점: 연속운전, 온도조절이 용이, 2상의 운전이 용이, 운전비용이 낮음
▶ 단점: 단위부피당 낮은 전환율

2. 검화반응

검화 반응은 에스터 작용기를 NaOH나 KOH와 같이 –OH를 포함한 염기성 용액과 반응시켜 카복실산 염과 알코올을 생성하는 반응이다. 비가역 반응으로, 적절한 양의 강염기 사용이 중요하다.

▶ R-COO-R' + MOH → R-COO-M+ + R'OH

3. Ethyl acetate의 NaOH에 의한 검화반응

(1) CH3COOC2H5 + H2O + OH- → CH3COOH + C2H5OH + OH- :가수분해반응 -느린단계
(2) CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O : 중화반응 – 빠른단계

느린 단계가 속도결정단계(RDS) 이기 때문에 총괄속도는 가수분해반응 속도와 거의 같다.

참고 자료

서울대학교 화학생물공학부, 이윤우 , chemical reaction engineering lecture#2
대한화학회 , 화학백과
화학용어사전편찬회 , 윤창주 , 화학용어사전 (2011)
H.Scott Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering(4th Edition), 2006
한국산업안전공단 여수 중대산업사고예방센터 기술지원팀, 회분식 반응기의 위험성 및 안전대책 ppt
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