[ 단위조작이론및실험2 A+ ] 화학반응속도 예비레포트

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
반응계의 농도, 온도, 촉매, 압력 등의 반응조건과 조작조건이 화학반응속도에 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 알아본다.

2. 바탕 이론
1) 화학반응 (Chemical reaction)
어떤 물질들이 다른 물질들과 상호작용하여 화학적 성질이 다른 물질로 변하는 현상을 말한다. 화학결합이 파괴되고 생성되며 분자를 이루는 원자들의 배치가 달라진다. 이 화학반응이 일어나기 위해서는 반응에 필요한 에너지, 활성화 에너지 보다 큰 에너지를 갖는 입자가 작용기가 일치하는 방향으로, 유효충돌 해야 일어난다.

2) 속도결정단계 (Rate-determining step, RDS)
한 반응이 연속된 일련의 반응을 거쳐 일어날 경우, 가장 느린 반응으로 전체 반응속도에 가장 큰 영향을 주는 반응단계를 속도결정단계라고 한다.
과산화수소가 분해되어 물과 산소가 생성되는 이번 실험에서 step 1 에 해당하는 반응이 전체 반응 중 가장 느리기 때문에 step 1 이 속도결정단계에 해당한다. step 1에서 생성되는 OI- 는 불안정하기 때문에 step 2는 빠르게 일어난다. 속도결정단계에 해당하는 반응은 위 그림 Fig 1.에서 볼 수 있는 것처럼 다른 반응보다 활성화에너지가 더 높기 때문에 반응속도가 가장 느려 속도결정단계가 된다. 따라서 이 반응의 활성화에너지를 낮추어 전체반응속도가 빨라질 수 있도록 촉매를 사용한다.

3) 반응속도 (Reaction rate)
화학반응에서 반응물이 생성물로 변화는 속도로 일정 시간동안 생성물이 증가한 양 또는 반응물이 감소한 양으로 나타낼 수 있다. 위와 같은 반응이 있을 때 반응속도 -rA는 일정시간 동안 단위부피당 A의 소멸양으로 아래와 같이 나타낼 수 있다. -가 붙는 이유는 A는 반응이 진행됨에 따라 감소하기 때문이다. 여기서 k는 반옹속도 상수이며 온도의존항이고, CA는 농도 의존항이다.

참고자료

· 단위조작 이론 및 실험노트
· Octave Levenspiel , Chemical reaction engineering, Ch 1,2
· H. Scott Fogler, 화학반응공학, 한티미디어