[화공생물공학기초실험 A+결과레포트] 반응속도에 대한 온도의 영향

목차

1. Results
2. Discussion
3. References

본문내용

Discussion
반응 차수 판단
일정한 간격을 두고 시약을 채취하고, NaOH를 넣어 중화되는 양을 구해 시간별 Ethyl acetate 양을 구한 후 반응 차수를 구하기 위해 적분법을 활용한다. 0차 반응은 C_A=C_A0-kt, 1차 반응은 ln⁡ C_A0/C_A =kt, 2차 반응의 경우 1/C_A -1/C_A0 =kt와 같은 식을 변수 분리 및 적분하여 구할 수 있다. 시간별 Ethyl acetate의 값을 시간에 따라 플럿해보면 k값을 구할 수 있다. 30℃, 45℃, 60℃를 0차로 가정했을 때의 R2값은 0.8717, 0.9405, 0.9673이고, 1차로 가정했을 때 R2값은 0.9028, 0.9474, 0.9668이고, 2차로 가정했을 때 R2값은 0.9287, 0.8985, 0.9059을 가진다. 여기서 모든 온도에서 R2값이 1에 가장 가까운 차수이자 직선에 가까운 반응 차수는 1차라고 판단할 수 있다. Ethyl acetate가 가수분해 반응하여 Acetic acid와 Ethanol이 형성되는 반응은 1차 반응이므로 실험을 통해 얻은 값들을 이용하여 가정한 반응 차수가 실제 반응 차수와 동일하다.

활성화 에너지 값
<표13>은 온도별로 반응 차수를 가정했을 때 K값을 구한 것이다. 이 반응은 1차 반응이므로 30℃에서 0.0072(M/min), 45℃에서 0.0151(M/min), 60℃에서 0.0264(M/min)이다. 반응속도상수 k는 온도에 크게 의존하며 반응속도상수의 온도의존성을 다음과 Arrhenius 식을 통해 설명할 수 있다.

참고자료

· 동국대학교화공생물공학과, 화공생물공학기초실험, 동국대학교화공생물공학과, 2023, pp.19-21