[화학실험보고서] 화학반응속도-시계반응

[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 = -[A]/t or [B]/t

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
....

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