화공시스템실험 반응속도정수측정

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험장치 및 재료
4. 실험방법
5. 실험결과 및 고찰
6. 결과
7. 참고문헌

본문내용

서론
공정을 운전함에 있어 반응속도에 대한 이해는 상당히 중요하다. 적절한 생산물을 또는 일정량 이상을 얻어내기 위해선 그 물질에 대한 특성이해와 더불어 반응조건을 갖추어 주어야 하기 때문이다. 즉 어떤 물질들을 반응시켜 다른 생성물을 수득하기 위해선 반응차수, 반응속도정수, 정반응과 역반응의 비교, 활성화 에너지 등을 고려해 보아야 한다.

이론
반응속도
rate = conc. of species / t
aA + bB → cC + dD

반응속도의 정의는 일정시간동안 반응한 몰수 또는 일정시간동안 생성된 몰수이다. 위의 반응에서 반응물 A, B의 양은 시간이 지남에 따라 줄어들기 때문에 반응속도의 부호는 -이고 생성물은 +가 된다.
단분자반응, 반응물[A] → rate=; k: 속도상수, m: 반응차수(order)
다분자반응, 반응물[A, B] → rate= m+n: 전반응차수
(일반적으로 m, n은 양의 정수 또는 분수의 값이다. 반응차수는 실험적으로 결정된다.)
반응이 일어나기 위한 조건으로는 세 가지가 있다. 첫째, 충돌 혹은 접촉이 있어야 한다. 둘째, 활성화 에너지를 넘는 충분한 에너지가 존재해야 한다. 셋째, 적절한 방향성을 가지고 분자간의 충돌이 일어나야 한다. 온도, 압력, 부피등이 일정하다는 조건하에서 반응은 반응물의 농도가 높을수록 더 잘 일어난다. 즉, 반응속도는 반응물의 농도에 의존한다. (반응물의 농도가 짙으면 서로 충돌할 가능성이 커지고(유효충돌) 따라서 더 빨리 반응할 수 있다.) 이 외에도 반응속도는 촉매, 온도 그리고 표면적이 영향을 주기도 한다.
촉매는 자신은 소모되지 않으면서 반응속도를 증가시키는 물질이다. 촉매는 반응경로를 활성화에너지가 낮아지는 쪽으로 변화시킨다.
촉매는 반응시간을 단축시켜 주지만 활성화 에너지만을 변화시키며, 반응열을 변화시키지는 못한다. 촉매를 사용하면 정반응 뿐 아니라 역반응의 속도 또한 빨라진다.

참고자료

· 수원대학교 화학공학과 / 화공시스템 실험 / 9. 반응 속도 정수 측정
· http://chem.yonsei.ac.kr/chem/upload/CHE1002-04/112650160040344.pdf