[일반화학실험] 평형 상수의 결정 결과보고서

소개글

"[일반화학실험] 평형 상수의 결정 결과보고서"에 대한 내용입니다. 만점 받은 보고서 입니다.
평형상수는 단위가 없습니다. (원래 평형상수는 활동도로 정의되는 것인데, 이 활동도에 의해 단위가 상쇄되어 단위는 없습니다.)

목차

1. 실험 날짜

2. 실험 목적

3. 실험 원리
1) 화학 평형
2) 반응 속도와 평형 사이의 관계
3) 평형 상수식
4) 평형 상수(K)
5) 착물
6) 착이온
7) 착이온 평형
8) 비색법

4. 시약 및 기구
1) Reagent
2) Instrument & Apparatus (기구 및 초자)

5. 실험 방법

6. 결과
1) 실험 결과
2) 평형 농도 및 평형 상수

7. 고찰

8. 참고문헌

본문내용

2. 실험 목적
FeSCN2+의 착이온 평형에서 반응의 평형 상수를 구하고 화학 평형을 이해한다.
3. 실험 원리
1) 화학 평형 : 반응물과 생성물의 농도가 시간에 따라 변하지 않는 상태가 화학 평형 상태이다. 화학 평형 상태에서는 반응물이 생성물로, 또 생성물이 반응물로 변화하는 화학 반응이 끊임없이 일어나지만, 정반응과 역반응의 속도가 같아 반응물과 생성물의 농도가 시간에 따라 달라지지 않는다.

2) 반응 속도와 평형 사이의 관계 : 이산화 질소(NO2)와 사산화 이질소(N2O4) 사이의 가역 반응을 생각해보자. 처음에 NO2만 있다고 하면, NO2는 반응하여 N2O4를 만들기 때문에 시간이 흐름에 따라 NO2의 농도는 감소할 것이고 N2O4의 농도는 증가할 것이다. 그리고 시간이 지나면 어느 시점부터는 일정하게 평형 상태를 유지할 것이다.
2NO_2 (g)⇌N_2 O_4 (g)
가역 반응인 어떤 화학 반응이 일정한 온도에서 일어나면 궁극적으로 그 반응계는 평형 상태에 도달하게 된다. 이는 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 kr 이라고 하면 정반응과 역반응의 반응 속도는 각각 아래와 같이 표현된다.
〖반응속도〗_정반응=-∆[〖NO〗_2 ]/∆t=2 ∆[N_2 O_4 ]/∆t=k_f [〖NO〗_2 ]^2
〖반응속도〗_역반응=∆[〖NO〗_2 ]/∆t=-2 ∆[N_2 O_4 ]/∆t=k_r [N_2 O_4 ]
위 반응이 시작된 후 NO2, N2O4의 농도는 각각 감소, 증가하기 때문에 위의 식에 따라 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.

참고 자료

화학용어사전편찬회. (2017년). 화학용어사전. 일진사
이홍인. (2014년). 일반화학실험 (제1판). 자유아카데미