[일반화학실험]여러 가지 촉매 반응

소개

[일반화학실험]여러 가지 촉매 반응

목차

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

본문내용

가. 실험 원리
열역학은 반응의 방향과 평형 상태를 알 수 있게 해주는데 반응에서는 반응이 너무 느리면 생성물을 거의 얻을 수 없고, 반대로 반응이 너무 빠르면 폭발 등으로 인해 시스템이 파괴될 수 있으므로 속도 역시 중요하다. 이를 조절하기 위해 반응물과 생성물의 양을 조절하고 촉매와 억제제를 사용한다.

나. 반응속도(reaction velocity)
화학반응의 빠르기를 나타내는 정도로 단위시간 동안 생성물질의 변화량 또는 단위시간 동안 반응물질의 변화량으로 나타낸다. 즉, 보통 단위시간에 대한 반응 물질의 소실량(또는 농도 감소량) 또는 생성물의 생성량(또는 농도 증가량)으로 나타낸다.
어떤 화학 반응식이 다음과 같다면,
aA + bB → cC + dD
이 화학 반응에서 반응 속도 v는 반응 물질의 농도에 비례하므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

< 중 략 >

다. 활성화 에너지와 촉매
반응이 진행되어 생성물이 만들어지려면 반응물들은 활성화 에너지(activation energy)라고 부르는 위치에너지의 장벽을 넘어야 한다. 전이상태에 도달하여 반응이 끝날 때까지의 반응시간은 활성화 에너지에 따라 달라지는데, 촉매의 사용으로 반응시간을 변화시킬 수 있다. 촉매를 사용하면 반응 속도가 빨라지는 이유는 활성화 에너지를 낮게 하여 반응을 일으킬 수 있는 분자의 수가 많아지기 때문이다.
1) 촉매(catalyst)
화학반응에서 반응물질 이외의 것으로, 그것 자체는 반응 전후에 있어서 양적∙질적으로 변하지 않으면서 반응속도만을 변화시키는 물질을 말한다.
① 반응에서 소비되지 않으면서 반응의 속도를 증가시키는 물질.
② 활성화 에너지를 낮추는 새로운 반응의 경로를 제공함으로써 반응의 속도를 증가시키는 역할을 한다.
③ 촉매는 전체 반응의 균형식에는 나타나지 않지만 반응의 속도는 증가시킨다.
2) 촉매의 작용
각 반응에서는 넘어야 하는 에너지수치가 있는데 그 에너지 수치를 낮춰 ‘낮은 활성화 에너지’ 경로를 만드는 것이 촉매의 역할이다.

참고자료

· 표준일반화학실험, 대한화학회, 천문각, 2011, 실험 25. 촉매 반응
· Chemistry 10th Ed. by Raymond Chang Chapter 13