[일반화학(화학및실험2)] 평형 상수 결정과 르샤를리에의 원리 예비+결과 레포트 A+자료

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험방법
4. 실험기구 및 시약
5. 참고문헌
6. 실험결과

본문내용

1. 실험 목적
반응 용액의 흡광도를 측정하여 반응물과 생성물의 평형 농도, 평형 상수를 결정한다. 또한 이 반응에서 Le Chatelier의 원리를 확인한다.

2. 실험 원리
질산 철(Ⅲ) 용액과 티오시안산칼륨 용액을 섞으면 다음 반응에 따라 붉은색을 띤 착이온인 FeSCN2+이 생긴다. 착이온의 농도(x)를 측정하면 아래와 같이 이 반응의 평형 상수를 계산할 수 있다. 여기서 a와 b는 각각 Fe2+ 및 SCN-의 초기 농도이다. 생성된 착이온의 평형 농도는 착이온의 표준 용액과 색을 비교하여 구할 수 있는데 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정함으로써 계산할 수 있다.
빛을 흡수하는 FeSCN2+ 착이온의 녹아있는 용액의 흡광도는 Beer’s rule을 따른다. 즉 혼합 용액에 의하여 빛이 흡수되는 정도는 용액의 농도와 빛이 용액을 통과하는 거리의 곱에 비례한다.
b: 빛이 용액을 통과하는 거리(cm), c: sample의 농도(mol/L))
또한 FeSCN2+ 착이온은 450nm의 파장에서 빛을 흡수하고 혼합 용액의 FeSCN2+ 착이온의 농도가 진할수록 흡광도는 증가한다.
* Le Chatelier의 원리: 평형에 있는 어떤 계에 외부에서 변화를 주면 그 계는 외부의 변화를 완화시키는 방향으로 반응이 진행된다.
화학 평형(chemical equilibrium)은 화학 반응이 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행되는 상태이다. 그러므로 반응물로부터 생성물이 형성되는 속도는 생성물로부터 반응물이 형성되는 속도와 동일하며, 농도는 변하지 않고 반응은 완료되기 전에 멈춘 것처럼 보인다. 밀봉된 튜브 속에서 무색의 N2O4가 갈색의 NO2로 분해되는 과정을 살펴보자. N2O4의 분해를 정반응, N2O4의 생성을 역반응이라 했을 때, 정반응: N2O4(g) 2NO2(g) 속도f = kf*[N2O4]
역반응: 2NO2(g) N2O4(g) 속도r = kr*[NO2]2
로 보이며, 해당 반응은 평형 상태

참고자료

· -Chemistry: The Central Science; 14th edition(일반화학 14판), Brown-LeMay-Bursten-Murphy-Woodward-Stoltzfus, Pearson, 2019, pg.672~676,692~697,801,802
· -네이버 지식백과, “람베르트-비어 법칙”, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=425229&cid=60261&categoryId=60261
· -네이버 지식백과, “큐벳”, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2312314&cid=60227&categoryId=60227
· -네이버 지식백과, “피펫”, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=933757&cid=43667&categoryId=43667
· -네이버 지식백과, “분광 광도계”, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=605915&cid=42420&categoryId=42420
· -유한킴벌리, “kimtech”, https://www.ykbrand.co.kr/kimtech/Product/ProductDetail/4192?menu-481&category=492
· -안전보건공단 화학물질정보, “질산 제2철, 구수화물” “potassium thiocyanate” “water”, http://msds.kosha.or.kr/m/msds/view.mdo