동국대학교 화학과 물리화학실험 아세트산메틸의 수분해 반응 레포트

소개

동국대학교 화학과 물리화학실험 아세트산메틸의 수분해 반응 레포트

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본문내용

고찰
이 실험은 가수분해반응을 이용하여 온도에 따른 반응속도 상수를 결정하고 그 결과를 이용하여 활성화 에너지를 계산하는데 의의가 있다.

1. 왜 메틸아세트산을 사용하는가?
일반적인 산 염기반응 같은 이온 반응은 속도가 매우 빠르기 때문에 보통 속도상수 측정에 적합하지 못한다.하지만 기타 많은 유기 반응들은 실온에서 너무 느리게 진행하므로 역시 반응속도 측정에 부적당하다. 이 실험에서는 메틸 아세트산의 수소 이온 촉매하의 가수분해 반응을 택하였다. 반응식은 다음과 같다.
실험 절차에 제시된 수소이온 농도에서 이 반응은 25~35℃ 범위에서 적당한 속도로 진행된다. 반응이 진행됨에 따라 acetic acid 가 발생한다. 그러므로 같은 부피의 반응 혼합물 시료를 적정하는데 필요한 NaOH 의 양도 반응이 진행됨에 따라 더불어 증가할 것이다. 이를 통해 반응의 실험정도를 추적하기가 용이하다. 때문에 메틸아세트산을 사용한 것으로 추측된다.

2. 항온조에서 적정하지 않는 이유, 왜 얼음수조에서 적정하는가?
시료를 얼음물 속에 부으면 반응속도가 느려지기는 하지만 시료의 적정은 시료 채취 후 가능한 빨리 실시해야 한다. 반응속도는 시간에 의존하기 때문에 시간 역시 실험결과에 민감한 영향을 끼치는 요소이다. 그래서 시간은 되도록 정확히 기록해야 한다. 만약 항온조에서 가수분해가 일어난 아세트산을 적정한다면 t분 이후의 가수분해된 추가적인 아세트산 마저 적정될 수가 있다. 또한 적정도중 추가적으로 반응하여 나온 아세트산은 적정시 종말점을 흐리게 할 수있다. 그래서 일시적으로 반응속도를 급격히 줄여 특정시간t에서의 가수분해량을 측정하기 위함이다.

3. log도시 그래프가 선형이 아니었던 이유, 오차원인 분석
메틸 아세테이트는 휘발성이다. 특히 45℃의 높은 온도에서는 더욱 휘발성이 큰데도 불구하고 실험 과정 상 마개 닫지 않은 것으로 추정된다.

참고자료

· pubchem, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6584 (2020.04.11.수정 2020.04.14.방문)
· Atkins, "물리화학“, Elements of physical chemistry. 5rd , 2020, pp228~234
· Mc.merry, ”맥머리의 유기화학“, 9판, 2017년, pp659~666