[A+ 예비보고서] 화학반응차수와 속도정수 실험

소개

부산대학교 3학년 1학기 화공생명기초실험 예비보고서입니다.

제 스토어에 1학년부터 3학년까지 했던 모든 실험 보고서를 게시해놓았습니다.
실험 과목 모두 A+ 받았으니 믿고 구매하셔도 됩니다 :)

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의사항
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
회분식 반응기를 사용하여 알칼리 수용액 중에서 초산에틸을 가수분해시킨 후, 이 반응이 2차 반응인지 검토하고 속도 정수를 계산한다.

2. 실험 이론
1) 회분식 반응기(Batch reactor)
회분식 반응기는 반응 혼합물을 한 번 넣은 후 유입이나 유출 없이 반응을 진행시키고, 반응이 완결되거나 원하는 정도로 진행되었을 경우 생성물 혹은 혼합물을 얻는 반응기이다. 초기에는 농도가 높아서 반응속도가 빠르지만 진행될수록 농도가 낮아져 속도가 줄어든다는 특징이 있다.

2) 화학 반응속도론
각각의 다른 실험 조건들이 화학 반응 속도에 어떻게 영향을 주는지 연구하고, 반응 메커니즘에 의해 생성물이 얼마나 생성되는지에 대해 연구한다. 화학 반응 특성을 수학적인 모델로 계산하는 것도 포함된다. 속도에 영향을 미치는 여러가지 변수에는 온도, 압력, 농도 등이 있다.

3) 반응속도(reaction rate)
반응속도는 화학 반응에서 반응물이 생성물로 변하는 속도이다. 일정한 시간동안 생성물이 증가한 양 또는 반응물이 감소한 양으로 나타낼 수 있다. 화학반응에서는 일반적으로 일정한 시간동안 생성물의 농도(또는 압력)가 증가한 정도 또는 반응물의 농도(또는 압력)가 감소한 정도로 나타낸다. 또한, 반응물 A에 대한 반응속도는 반응하는 유체의 단위부피에 기초하고 다음과 같이 정의된다.
경혐에 의하면 반응속도는 물질의 조성과 에너지에 영향을 받는다. 여기서 에너지란 온도, 계 내에서의 빛의 강도 및 자자의 세기 등을 의미한다. 실험 시에는 단지 온도만을 고려할 필요가 있으므로 이 인자에 초점을 맞추어 보도록 한다.

(1) 평균 반응속도(average reaction rate)
평균 반응속도는 일정한 시간동안의 농도 변화량을 시간으로 나눈 값이다. 예를 들어, A → B와 같은 반응에서 평균 반응속도는 다음 식과 같이 A의 농도가 감소하는 속도 또는 B의 농도가 증가하는 속도로 나타낼 수 있다.

참고자료

· H. Scoot Fogler, "Elements of Chemical Reaction Engineering", Prentice Hall, 2006 (4th ed.)
· O. Levenspiel, "Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons, 1999 (3rd ed.)
· 박소진, “Experiments in Chemical Engineering", 충남대학교 출판부, 2010
· 김원호, “화공생명 기초실험”, Pusan National University Deaprtment of Chemical Engineering, 2012