일반화학실험 화학반응속도 실험레포트

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2018.12.28
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2018.09
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목차

1.실험제목
2.실험날짜
3.실험 조 및 공동 실험자
4.실험 목적
5.실험 원리 (실험 내용에 대한 개념정리)
6.시약 및 기구
7.실험 방법
8.결과
9.고찰
10. 참고문헌

본문내용

5.실험 원리:(과산화수소 반응에 관한 내용을 적지 않아 감점이 있었습니다.)
(1)화학 반응의 열역학적 해석과 속도론적 해석
열역학에서 화학 반응의 방향을 결정하는 함수를 자유 에너지라고 한다.

G = H – TS (G:자유 에너지, H:엔탈피, S:엔트로피, T:온도)

따라서 일정한 온도, 일정한 압력에서 진행되는 반응 과정에서 자유 에너지의 변화량의 식은 △G = △H – T△S이다. 화학 반응은 자유 에너지의 변화량이 음수인 방향으로 자발적으로 일어난다.

화학반응은 분자들이 서로 충돌해야 일어난다. 따라서 반응물의 농도가 높을수록 단위 시간 당 충돌 횟수가 늘어나 반응이 빠르게 일어난다. 또한 화학 반응은 전이 상태를 거쳐 진행되기 때문에 반응물은 활성화 에너지를 극복할 수 있을 만큼 충분한 에너지를 가져야 하는데, 이는 충돌하는 분자의 운동 에너지로부터 온다. 따라서 온도가 높을수록 분자들의 평균 운동 에너지가 커서 화학 반응이 빠르다.

촉매는 반응 메커니즘에 영향을 주어 좀 더 낮은 에너지 상태의 전이 상태를 거쳐 반응이 진행되게 한다. 즉, 활성화 에너지를 낮춘다. 따라서 촉매를 사용할 경우에 반응 속도가 빨라진다. 이와 같이 반응 속도는 농도, 온도, 반응 메커니즘, 촉매 등에 의해서 영향을 받는다.

(2)반응 속도
반응 속도는 단위 시간당 반응물 또는 생성물의 농도 변화이다.
예를 들어 반응 물질 A가 생성 물질 B로 되는 반응이 있다고 하자.

<중 략>

화학 반응은 분자들이 서로 충돌해야 일어나기 때문에 반응 속도는 반응물의 농도에 의존한다. 반응 속도를 반응물 농도의 함수로 표현한 것을 반응 속도식 또는 속도 법칙이라고 한다. 속도 상수는 반응 온도와 그 반응의 활성화 에너지에 의해서 결정되는 상수이다. 반응 차수는 반응 메커니즘에 의해 결정되는 것으로서 화학 반응식의 화학량론적 반응 계수와는 상관이 없이 실험에 의해서만 결정된다. 반응 속도는 농도 변화 곡선의 기울기로부터 얻을 수 있다. 반응 시간이 흐를수록 반응 속도는 줄어들게 되는데 반응이 평형에 도달하면 농도 변화 곡선의 기울기가 0, 즉 반응 속도가 0이 된다.

참고 자료

일반화학실험, 제1판3쇄, 자유아카데미, 이홍인, 2016년, P111~118
고등학교 화학Ⅱ, 5판2쇄, 상상아카데미, 김희준 외 8인, 2017년, P204~237
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