시계 반응 실험레포트

소개글

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목차

1.실험제목

2.실험날짜

3.실험목적

4.실험이론

5.실험기구 및 시약

6.실험방법

7.참고사항

본문내용

? 반응 메커니즘 (Reation Mechanism)
어떤 반응이 여러 단계를 거치면서 진행되는 일련의 과정을 반응 메커니즘 이라 한다.
반응 메커니즘은 단일 단계과정들로 설명된다. 단일단계과정에는 단분자, 이분자, 삼분자 과 정이 있으며, 이것을 알게 되면 반응 속도식을 수할 수 있다. 반응 메커니즘에서 얻은 반응 속도식과 일치해야만 한다. 예를 들어 2I- + H2O2 + 2H3O → I2 + 4H2O 의 실험에서 얻은 반응 속도식은 V=k[I-][H2O2]이다. 이 식은 반응 속도가 요오드 이온과 과산화수소 사이의 이분자 과정에 따라서 결정됨을 의미한다. 이 반응의 반응 메커니즘은 다음과 같다.

1단계 : HOOH + I- → HOI + OH- (느리다)
2단계 : HOI + I- → I2 + OH- (빠르다)
3단계 : 2OH- + 2H3O → 4H2O (빠르다)

이 반응 메커니즘에서 1단계가 다음의 두 단계보다 반응이 훨씬 느리게 나타나고, 전체
반응속도는 느린1단계의 반응속도로 결정된다. 따라서 가장 느린 단계의 반응을 그 반응의
속도 결정 단계라고 한다.


? 단일 단계 반응 (Elementary step)
① 단일 단계 반응에서 각 반응물에 대한 반응차수는 반응식의 계수와 같다.
② 한 분자가 분해하는 단일 단계 과정을 단분자 반응, 두 분자가 충돌해서 일어나는
단일 단계 과정을 이분자 반응이라 한다.
③ 단일 단계 반응은 가역적이다.
④ 한 단계에서 생성되었다가 다른 단계에서 사라지는 화학종을 중간체라고 한다.
중간체는 화학반응식에 나타나지 않는다.
⑤ 한 단일 단계 반응이 다른 모든 반응보다 느릴 때,
이것을 속도 결정 단계(Rate-determining step)라고 한다.

? 시계 반응
시계 반응은 마치 중화점을 찾는 반응처럼 반응 도중에 갑자기 색이 변해 그 것이 마치 자명 종처럼 보인다 해서 붙여진 이름이다. 이것은 여러 가지 반응들이 몇 단계에 걸쳐 일어나는 원리를 이용한 것이다. 지시약을 같이 넣어두었다가 첫 번째 반응에서 생성되었던 물질과 두 번째 반응에서 반응하는 물질이 모두 소모되면, 첫 번째 과정에서 생성되었던 물질이 남게 되어 그 것이 지시약의 색을 갑자기 변화 시킨다. 이렇게 갑자기 변하는 반응이 시계와 같다 고 해서 시계반응(Clock Reation)이라고 한다.

참고 자료

일반화학 chemistry 과학의 핵심, brown외2명 화학교재편찬연구회 녹문당544~545p