초산에틸의 비누화 반응(반응속도 상수 결정)

소개

이 실험은 초산에틸의 비누화 반응을 통해 반응차수를 결정해 보고 온도에 따른 반응속도 상수와 활성화 에너지를 구해보는 것을 목적으로 한다. 일정한 온도에서 초산에틸과 가성소다를 1:1 반응 시켰다. 시간을 증가시키면서 반응하여 반응한 초산에틸의 농도를 측정하여 2차 반응임을 알아보고 반응속도 상수를 결정하였다. 25°C 와 60°C에서 실험 결과 초산에틸의 비누화 반응은 25°C 와 60°C 에서 모두 2차 반응 이였고 반응속도 상수는 25°C에서 13.684, 60°C 에서 52.738 이 나왔다. 실험결과 반응속도 상수는 온도가 높을수록 크다는 것을 알 수 있었다. 25°C 와 60°C 의 실험결과로 계산한 활성화 에너지는 31832(J/mol) 이 나왔다.

목차

요약
목적
이론
실험장치 및 실험방법
결과 및 고찰
결론
사용기호
참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 실험에서는 초산에틸의 비누화 반응을 통해 반응 차수를 결정해 보고 Arrhenius 식을 이용해 활성화 에너지를 계산해 본다.

2. 이론
2.1 초산에틸의 비누화 반응
에스테르가 가수분해를 일으켜 카르복시산과 알콜을 생성하는 반응을 비누화 반응이라고 한다. 이 반응은 비가역적이기 때문에 카르복시산과 알콜을 더 잘 얻게 해준다. 반응은 염기성에서 일어나므로 비누화 반응의 생성물은 카르복시산 염이다. 이 반응은 2차 반응이다.
초산에틸의 비누화 반응식은 다음과 같다 [1].
(eq.1)
정반응 속도상수
역반응 속도상수

2.2 반응 속도식
2.2.1 반응 속도식
의 반응에서 반응 속도는 다음과 같이 표시 된다.
(eq.2)
의 반응차수
의 농도
의 반응속도
시간
총괄 반응차수는 로 나타내고, 반응 속도상수의 단위는 반응 차수에 따라 달라진다.

2.2.2 적분법에 의한 비누화 반응의 반응차수 결정
2차 반응인 초산에틸의 비누화 반응의 반응 속도식은 다음과 같이 쓸 수 있다.
(eq.3)

초기농도 로 적분하면 다음과 같이 된다.
(eq.4)
2차 반응의 경우 를 시간에 따라 도시하면 기울기가 k 인 직선이 된다.

수식이 많아서 잘 안나오네요;;;

참고자료

· (1) RALPH J. FESSENDEN & JOAN S. FESSENDEN, 유기화학 6th, 자유아카데미, p 689.
· (2) H. Scott Fogler, Elements of Chemical Reactor Engineering 4th, PEARSON Education, 2005, p 80 ~ 85, 91 ~ 95, 267 ~ 269.
· (3) Daniel C. Harris, 최신분석화학 2th, 자유 아카데미, 2004, p 103.