반응속도론 실험보고서

소개글

이 실험의 목적은 반응속도상수에 미치는 온도효과를 공부하고, 반응속도상수-온도 자료로부터 활성화에너지를 계산할 수 있다.

목차

1.실험목적
2.이론
3.실험방법
4.결과
5.고찰
6.참고문헌

본문내용

이번 실험은 반응 속도 상수에 미치는 온도의 효과를 알아보고 활성화 에너지를 구해보는 실험이다. 반응속도는 반응물의 농도, 촉매, 온도의 영향을 받는다. 그 중에서도 온도에 의한 반응속도의 영향은 활성화 에너지 이상의 분자수 증가라는 것과 관련이 있다. 분자라는 것은 충돌에 의해 반응을 일으키지만 모든 충돌이 곧 반응을 일으키는 것은 아니다. 최소 한계값이상의 충돌에너지를 갖는 분자만이 반응을 일으킬 수 있는 것이다. 이번 실험에서는 농도, 촉매의 영향은 고정시켜 놓고 온도에 의한 반응속도 영향을 살펴보았다. 반응물은 아세트산 메틸의 수소 이온 촉매하의 가수분해 반응을 택하였다.

반응은 아세트산 메틸 반응물 하나가 관여하는 1차 반응이고, 염산의 수소 이온 촉매 하에 반응이 진행된다. 결과 그래프가 음의 직선 기울기로 나타나므로, 1차 반응임을 확인할 수 있다.
온도 변화에 따른 만큼 생성물의 양은 온도가 증가할수록 증가하는 경향을 보여준다. 이는 활성화 에너지 이상의 분자수가 즐어았다는 증거이고, 이에 따라 25℃와 35℃를 비교해서 속도 상수는 1.5배 정도 증가한다. 온도가 10℃ 증가하면 반응속도가 대략 2배 증가한다는 결과와는 약간 다르다. 45℃에서는 속도상수 k가 약 1.2배 증가하였다. 이는 실험 중 반응물을 35℃, 45℃로 만드는 과정에서 충분히 열전달을 이루지 못한 결과인 것 같다. 반응물을 항온조 안에서 온도 평형에 도달하기 위해 여분의 시간을 보냈으면, 더 근접한 결과를 얻었을 것이라고 생각된다. 결과 그래프에 나타난바와 같이 1차 반응에서의 반응물은 지수 함수 적으로 감쇠하며 속도 상수가 클수록 더 빠른 속도로 감소하게 된다. 따라서 온도가 가장 큰 45℃에서 제일 빨리 일어나며 25℃에서 반응이 가장 늦게 일어나는 것이다. 이 결과를 통해 적당한 범위 내에서(약25℃~50℃) 아세트산 메틸의 산 촉매 하의 가수분해 반응은 온도가 올라감에 따라 반응 속도가 증가함을 알 수 있었다.

참고 자료

물리화학/ J.H. Meiser / 자유아카데미 / 1997
물리화학/ THOMAS ENGEL / 청문각 / 2006
물리화학/ Tinoco / 자유아케더미 / 1996