Oscillating Reaction을 측정하고 기록하기

소개

"Oscillating Reaction을 측정하고 기록하기"에 대한 내용입니다.

목차

Purpose
Principle & Theory
Apparatus & Reagent
Procedure
Result
Discussion & Feeling
Reference

본문내용

Purpose
대표적인 진동반응인 B-Z (Belousov–Zhabotinsky) Reaction을 이용한 실험으로 일정한 주기로 색이 변하는 것을 확인하고 비커에서 일어나는 반응을 관찰하고 진동 주기와 진동시간을 측정해보자.

Principle & Theory
1. Belousov–Zhabotinsky Reaction의 역사적 배경
- 1950년 Belousov는 크렙스 회로와 그 안에서 시트르산이 갖는 중요성에 관심이 있었다. 그는 산성용액 BrO₃⁻를 섞고 Ce4+를 촉매물질로 사용하여 시트르산과 반응시켰다.
반응이 진행되면서 시트르산은 CO₂로 산화되었고 BrO₃⁻는 Br-로 환원되었다. 벨루소프는 산화-환원 지시약을 사용해 반응이 어떻게 끝나는지 관찰하려 했다. 그러나 반응이 종결되어 색이 완전히 변하는 것은 관찰할 수 없었고 대신 시간에 따라 규칙적으로 색이 나타났다 사라지는 것을 발견하였다. Belousov는 이 현상을 연구해서 1951년 연구결과를 발표하려 했으나 그의 결과가 열역학 법칙에 위배되는 것처럼 보였기 때문에 인정받지 못했다.
- 1961년 모스크바 국방부 산하의 학생 Anatol Zhabotinsky가 이 반응을 연구하였다.
그는 시트르산을 말론산으로 대체하면서 더 큰 진폭을 갖는 진동을 관찰하였다. 반응은 다음과 같다.
- 3CH₂(CO₂H)₂ + 4BrO₃⁻ ⇌ 4Br⁻ + 9CO₂ + 6H₂O
- 이 결과는 당시의 정치적 맥락으로 인해 서유럽과 미국에서 크게 흥미를 끌지 못했다. 한 동안 Belousov - Zhabotinsky 반응을 실험실의 신기한 존재로만 남아있었다.

* 반응 메커니즘(참고자료)
BrO₃⁻(aq) + 5H⁺(aq) + 4Mn²⁺(aq) → HOBr(aq) + 4Mnn⁺(aq) + 2H₂O(l)
CH₂(CO₂H)₂(aq) + HOBr(aq) → BrCH(CO₂H)₂(aq) + H₂O(l)

참고자료

· 물리화학 교재 – 진동반응(Discussion의 그래프)
· 네이버 블로그 – 진동반응, 자기 촉매 반응