화학반응

목차

2. 1 반응속도론과 열역학
2. 2 전해질 용액에서의 활동도
2. 3 평형과 에너지
2. 4 평형에 대한 온도와 압력의 영향
2. 4. 1 온도의 영향
2. 4. 2 압력의 영향
2. 4. 3 열수 화학
2. 5 반응속도론
2. 5. 1 1차 반응 속도식
2. 5. 3 반응속도식과 메커니즘의 관계
2. 5. 4 속도에 대한 온도의 영향
2. 5. 5 속도에 미치는 압력의 영향
2. 6 이온화 에너지와 전자 친화도
2. 7 전기음성도와 결합에너지
2. 8 전기음성도와 화학적 성질
2. 9 다중결합과 화학적 중요성

본문내용

2. 1 반응속도론과 열역학

화학과 화학공학에서 화학반응에 관한 두 가지 중요한 질문은 다음과 같다.

(1) 화학반응이 원하는 방향으로 진행되고 있는가?

(2) 화학반응이 진행되는 정도는 어떠한가?

질문 (2)은 반응속도론에 관한 것이므로 반응속도와 반응속도상수 ()를 알 필요가 있다.
화학반응이 일어나는 정도 즉 반응 속도는 충돌회수, 반응이 일어나기에 충분한 에너지를 가지는 분자의 분율 및 충돌할 때의 분자의 오리엔테이션과 밀접한 관계가 있으므로 화학반응의 속도는 온도, 농도, 및 촉매 등의 영향을 받는다. 온도가 높아지면 반응은 일반적으로 빠르게 진행된다. 온도가 10℃ 상승하면 반응 속도는 대체로 약 2배 정도 빨라진다고 한다.




그림 2. 1 온도에 따른 충돌수의 변화

반응 속도에 대한 온도의 영향은 기체의 분자동력 이론으로 설명할 수 있다. 온도를 높이면 충돌하여 반응을 일으키는데 충분한 에너지를 가지는 분자의 분율이 커지므로 반응이 빨리 진행된다. 또한 온도가 증가하면 반응의 필요조건인 화학결합의 절단에 충분한 에너지를 공급해준다. 반응 속도와 온도의 관계는 아레니우스(Arrhenius)식으로 표시된다.

= A exp (-Ea/RT) 또는 lnk = lnA - Ea/RT

: 반응 속도상수, A: 상수, Ea는 활성화 에너지, R은 기체상수,
T는 켈빈온도

반응물질의 농도 역시 반응 속도에 영향을 준다. 반응물질의 농도가 높아지면 반응은 더 빨리 일어난다. 공기 속에서의 연소와 순수한 산소 속에서의 연소를 비교하면 순수한 산소 속에서의 연소가 훨씬 빠르다는 것을 알 수 있다. 반응물질의 농도가 증가하면 충돌 기회가 많아지므로 속도가 빨라진다. 반응 속도 식에 포함된 농도의 차수에 따라 0차, 1차, 2차, 3차 반응으로 구분한다.

참고자료

· 없음