화공실2 초산에틸의 검화 결과보고서

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 실험결과
6. 실험고찰
7. 사용 기호
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목: 초산 에틸의 검화

2. 실험 목적: NaOH의 초산에틸의 회분기에서의 반응은 2차 반응으로 예상된다.
이 실험을 통해 data를 구하고 이를 이용하여 2차 반응임을 확인하고 반응속도 상수를 계산하여 이미 구해 놓은 값과 비교해 본다.
3. 실험 이론
1) 검화 반응(비누화 반응) : 검화(비누화) 반응이란, 수성 알칼리의 작용에 의해 에스테르기가 가수분해 되어 지방산 염과 알코올로 전환되는 반응을 말한다. (RCOOR’ + OH⁻ → RCOO⁻ + R’OH)
검화 반응의 메커니즘은

먼저 에스터의 카보닐 탄소를 수산화 음이온이 공격하여 음이온 중간체를 형성한다.

다음으로 카보닐 첨가 중간체가 붕괴되고 카보닐기가 재생성된다.

마지막으로 강염기인 알콕사이드이온(R’O¯)에 의해 카복실산의 양성자가 제거되며 비누가 생성이 된다.
초산에틸의 검화 반응식은 CH₃COOC₂H₅ + NaOH ↔ CH₃COONa + C₂H₅OH로 나타낼 수 있다.
2) 반응속도 : 단위 시간당 생성물의 농도 증가 또는 반응물의 농도 감소를 나타낸 것
-r_A= (dC_A)/dt
초산에틸의 검화 반응에서의 반응속도식은
-r_A= (dC_A)/dt = - (k1CCH3COOC2H5CNaOH – k2CCH3COONaCC2H5OH)
이며 이번 실험에서는 초산에틸과 NaoH의 농도를 같게 하였고 발열 반응이므로 비가역 반응이다.
고로 CCH3COOC2H5 = CNaOH 이고 k2 = 0 이다. 따라서 초산에틸을 A라고 하면 반응속도 식은 다음과
같다.
(dC_A)/dt = -k1CA2
3) Arrhenius 식(아레니우스 식) : 화학반응 내에서 절대온도, 빈도인자 및 반응 내 다른 상수에 대한 속도 상수의 의존성을 나타낸 식.
k=Ae^(-Ea/RT)
여기서 k는 반응속도상수, T는 절대온도, Ea는 활성화 에너지, R은 기체상수, A는 각 화학 반응에 대한 상수인 지수 앞 인자요인이다. 충돌 이론에 따르면 A는 정확한 방향으로 충돌하는 빈도수를 의미한다. Arrhenius 방정식에 자연로그를 취하면 다음과 같다.

참고자료

· Wikipedia, “saponification”, https://en.wikipedia.org/wiki/Saponification, (2023.09.22)
· K. J. Ladler, 화학 반응 속도론 (제3판), 탐구당(1991), p7(화학반응속도론)
· Wikipedia, “Arrhenius equation”, https://en.wikipedia.org/wiki/Arrhenius_equation, (2023.09.22)
· Octave Levenspiel, Chemical Reaction Engineering 제3판, WILEY(1999), p38(batch reactor)
· Octave Levenspiel, Chemical Reaction Engineering 제3판, WILEY(1999), p45~51(적분법)
· Wikipedia, “Back titration”, https://en.wikipedia.org/wiki/Titration#Back_titration (2023/09/22)
· 박승조 외 공저, 환경인을 위한 분석화학실험, 동화기술교역(1998) p.100-124(노르말농도 계산)
· 채수규, 표준 식품분석학, 지구문화사(2006), p56-57(역가)
· MSDS, “염화수소”, https://msds.kosha.or.kr/, (2023.09.22)
· MSDS, “수산화나트륨”, https://msds.kosha.or.kr/, (2023.09.22)
· MSDS, “아세트산 에틸”, https://msds.kosha.or.kr/, (2023.09.22)
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