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Index & Contents

자연과학 올립니다 화학실험보고서 올립니다 화학반응속도-시계반응 등록

 

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[화학실험보고서] 화학반응속도-시계반응

 

실험목적

농도 변화에 따른 반응속도를 측정함으로써 반응속도상수와 반응차수를 결정 할 수 있다.

 

실험원리

반응속도 - 화학반응이 빠르게 또는 느리게 일어나는 정도

시간에 따른 반응물이나 생성물의 농도 변화인 어떤 반응이 진행되는 속도

A → B

rate 〓 -Δ[A]/Δt or Δ[B]/Δt

 

화학반응이 일어나기 위한 조건

◆ 충돌 - 반응하는 분자가 충돌하는 순간에 분자들의 충돌 방향이 화학반응을 일으킬 수 있도록 배열되어 있어야 한다.

◆ 활성화 에너지 - 반응 물질의 분자들이 활성화 에너지 이상의 에너지를 가지고 있어야 한다. 반응의 활성화 에너지가 클수록 활성화물을 만들기 어렵고, 그 반응이 일어나기 어렵다.

활성화물 - 활성화 상태에 있는 불안정한 물질

 

속도 법칙 - 반응 속도를 속도 상수와 반응물 농도와의 관계로 나타내는 표현식

반응속도 〓 k[A]m[B]n

◆ k(속도상수) - 반응 속도와 반응물 농도 간의 비례 상수

◆ 반응차수 - 속도 법칙에 나타나는 모든 반응물 농도의 지수항의 합 (〓 m+n)

k, m ,n 의 값은 반드시 실험으로 결정해야 한다.

 

시계반응 - 속도 결정 단계가 포함된 메커니즘으로 일어나는 화학 반응 중에서 시작되고 일정한 시간이 지난 후에 갑자기 용액의 색깔이 변하는 반응

 

》》이번 실험에선 시계 반응의 한 예로 요오드화 이온과 과산화이황산 이온과의 반응을 조사 대상으로 하여 반응속도를 알아볼 것이다.

 

2I- + S2O82- → I2 + 2SO42- 1단계

I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62- 2단계

 

1단계 반응이 2단계 반응에 비해 훨씬 늦게 일어나므로 속도 결정 단계에 의해 1단계가 속도 결정단계가 된다. 그래서 이 반응의 반응속도는

rate 〓 k[I-]m[S2O82-]n

2S2O32- 이온이 완전히 소모되면 1단계 반응만 일어나므로 I2분자가 용액 속에 남게 되고 이것이 녹말과 반응하여 보라색을 나타내게 된다.

 

실험결과

 

1. 반응물의 농도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 설명하시오.

반응속도를 보면 반응물의 양에 따라서 반응속도가 달라지는 걸 알 수 있는데, 반응물의 양이 증가하면 즉, 농도가 증가하게 되면, 단위 부피 속의 입자 수가 증가하므로 충돌 횟수가 증가하여 반응 속도가 빨라진다.

1차 반응에서는 반응 속도가 반응물의 농도에 1제곱으로 따르는 반응이다. 반응물의…(생략)

 

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