[물리화학실험]화학반응의 온도의존성

소개

반응속도상수에 미치는 온도효과를 알아보는데 있으며, 반응속도 상수-온도 자료로부터 활성화 에너지를 계산하는 실험레포트입니다.
실험 과정은 식초산 메틸의 수소이온 촉매하의 가수분해 반응입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 반응속도상수에 미치는 온도효과를 알아보는데 있으며, 반응속도 상수-온도 자료로부터 활성화 에너지를 계산하게 될 것이다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 반응 속도 상수
반응이 일어나려면 분자들이 충돌해야 한다는 것이 충돌모델의 주요한 개념이다. 초당 발생하는 충돌횟수가 많을수록 반응속도는 증가한다. 이러한 개념으로 속도에 대한 농도 영향을 이해할 수 있다. 반응 분자의 농도 증가함에 따라 충돌 횟수도 증가하고 반응속도도 증가한다. 이러한 충돌모형으로 온도의 영향도 이해할 수 있다. 기체 운동 분자론으로부터 온도가 증가하면 분자속도도 증가하는 것을 알고 있다. 분자들이 더 빨리 움직일수록 그들은 더 많은 에너지를 가지고 세게 그리고 자주 충돌하여 반응속도가 증가한다. Arrhenius는 대부분의 반응에서 온도증가에 따른 반응속도의 증가는 비선형 관계라고 지적했다. 그는 대부분의 반응속도자료가 다음의 세 가지에 근거한 식을 따른다는 것을 발견하였다. (a) Ea 또는 더 큰 에너지를 갖는 분자분율, (b) 매 초당 충돌 수, (c) 적절한 방향을 갖는 충돌분율, 이 들의 세가지 인자는 다음의 Arrhenius 식에 포함되어 있다.

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1. 실험 방법
1.1. 실험 과정
1.1.1. 25℃,35℃에서 반응시킨다.
1.1.2. 1N의 염산용액 100L를 피펫으로 마개 달린 플라스크에 넣고 온도 조절된 항온조에 넣는다.
1.1.3. 동시에 식초산메틸을 넣은 플라스크를 항온조에 함께 넣는다.
1.1.4. 온도 평형이 될 때까지 15분간 기다린다.
1.1.5. 식초산 메틸 5L를 피펫으로 산 속에 넣고 혼합시간을 기록 한다.
1.1.6. 25℃에서는 10분후에 첫 시료를 취하여 두 시간 동안15분 간격으로 반응 혼합물 시료5L씩 꺼내어 얼음물75L와 섞어 페놀프탈레인을 첨가해 0.2N NaOH용액으로 적정한다.
1.1.7. 35℃에서는 5분후에 첫 시료를 취하여 한시간동안 10분간격으로 반응 혼합물 시료 5㎖씩 꺼내어 75L와 섞어 페놀프탈레인을 첨가해 0.2N NaOH용액으로 적정한다.

참고자료

· 화학대사전 10, 김창홍 외 5명, 도서출판 세화, 2001년, p.681
· 일반화학 제10판, Theodore L. Brown 외 2명, 녹문당, 2007년, p.563, p.566～567
· 기본일반화학, Raymond chang, 자유아카데미, 2010년, Chapter 14