[부산대 결과보고서] Batch reactor를 이용한 reaction kinetics 측정 실험

소개

"[A+ 결과보고서] 미생물 성장속도 실험 - E.Coli의 성장속도 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 회분식 반응기 (Batch reactor)
2) 반응 속도(Reaction rate)
3) 반응 속도 식
4) 비누화 반응 (Saponification)
5) 속도식의 결정
6) 산염기 적정

3. 실험 기구 및 시약
1) 실험 기구
2) 시약

4. 실험 방법
1) 시약 제조
2) 실험 과정

5. 주의사항

6. 실험 결과
1) 상온 (21.8 ˚C)
2) 40 ˚C
3) 활성화 에너지

7. 결론 및 고찰

8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
반응속도에 대한 온도의 영향을 조사하기 위해 여러 온도 하에서 NaOH를 통한 Ethyl Acetate의 비누화 반응을 실험하고, 각 온도에서의 반응속도 상수를 비교한다.

2. 실험 이론
1) 회분식 반응기 (Batch reactor)
회분식 반응기는 초기 유입을 받은 후 연속적인 흐름이나 배출 없이 반응하는 반응기이다. 물질의 유출입이 없기 때문에 시간에 비례하여 생성물의 농도가 커지고, 반응 속도가 감소한다. 흐름식 반응기보다 반응 시간이 길지만 부피 대비 높은 전화율을 얻을 수 있다. 하나의 공정이 끝나고 순차적으로 다음 공정이 진행되기 때문에 생성물의 품질이 불균일할 수 있으며 대규모 생산에 적합하지 않은 생산 방식이다.

2) 반응 속도(Reaction rate)
단위 시간 당 반응 물질의 농도 변화 혹은 생성물질의 농도 변화를 나타내는 수치이다. 단일 단계인 aA → bB 반응에 대해 반응물(A)의 반응 속도는 -rA, 생성물(B)의 반응 속도는 rB로 나타낸다. 반응 속도는 농도, 압력, 조성, 촉매 등의 여러가지 반응 조건에 영향을 받는다. 이번 실험에서는 온도에 대한 반응 속도의 경향을 조사한다.

<중 략>

3) 반응 속도 식
① 속도 법칙 (Rate law)
반응 속도는 반응 속도 상수 k와 반응에 참여하는 성분들의 농도 함수로 나타낼 수 있다.

② 반응 속도 상수 (Rate constant, k)
농도에 무관한 상수로, 화학 반응의 온도 의존성을 설명하는 아레니우스 식을 따른다.

③ 반응 차수(Recation order)
반응이 농도에 대해 몇 차의 반응인지를 나타내며 반응 차수에 따라 k의 단위가 달라진다.

참고자료

· H. Scott Fogler. (2005). Elements of Chemical Reaction Engineering 4th edition. Pearson education.
· John McMurry. (2017). Organic Chemistry 9th edition. Cengage learning. P. 685.
· Barium hydroxide octahydrate, 98+%, for analysis, Thermo Scientific Chemicals | Fisher Scientific
· William Masterton, Hurleys. (2008). Chemistry: Principles and reactions 6th edition. Cengage learning
· Petek, A., & Krajnc, M. (2012). The enthalpy and entropy of activation for ethyl acetate saponification. International Journal of Chemical Kinetics, 44(10), pp. 692-698.