화학반응속도 -시계반응

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목차: 1. 실험목적

2. 실험도구
1) 기구
1) 시약

3. 이론
1) 시계반응
2) 반응속도에 대한 농도의 영향
3) 반응속도식 / 반응속도상수 / 반응차수
4) 녹말 지시약
5) 활성화 에너지(Ea)
6) 시약 조사

4. 주의 및 참고사항

5. 실험방법

6. 자료 및 결과
1) 실험 결과

7. 결론

8. 참고문헌

본문내용: 실험14 화학반응속도-시계반응
실험14. 화학반응속도-시계반응

1. 목적

화학반응속도는 농도, 온도 및 촉매의 영향을 받는다. 농도 변화에 따른 반응속도를 측정함으로써 반응속도상수와 반응차수를 결정할 수 있다. 일 실험에서는 소위 시계반응을 이용하여 2I¯ + S2O8²¯ → I2 + 2SO4²¯ 반응의 속도에 미치는 농도의 영향을 조사하고, 반응속도상수 및 반응차수 구하는 방법을 습득한다.

2. 실험 도구

기구:삼각플라스크(50mL, 100mL), 피펫(5mL, 10mL, 20mL), 눈금실린더 (10mL), 온도계(1-100℃), 고무빨게, 초시계, 스포이드, 씻기병.

시약:0.2M KI, 0.1M(NH4)2S2O8, 0.005M Na2S2O3, 0.2M KCl, 0.1M (NH4)2SO4, 녹말지시약(녹말+HgCl2)

3. 이론

1) 시계반응

이 실험에서는 화학반응속도에 미치는 농도의 영향을 조사하는 것이 목적이다. 다음과 같은 요오드화 이온과 과산화이황산 이온의 반응을 조사하여 보자.

I¯ + S2O8²¯ → I2 + 2SO4²¯
(1)
이 반응은 실온에서는 상당히 느리게 진행되는데, 그 반응속도는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

반응속도=k[I¯][S2O8²¯]ⁿ
(2)
여기서 k는 반응속도상수이며, m과 n은 반응차수로서 0, 1, 2, 3과 같은 정수이다. 이온의 농도는 mol/L로 나타낸다. 반응속도는 식 (2)에서 알 수 있듯이 반응물의 농도에 따라서 영향을 받는다. 또한 반응속도는 온도와 촉매의 영향을 받는다. 그러나 이 실험에서는 반응속도에 미치는 농도의 영향만을 조사하기로 한다.
이 실험의 주목적은 속도상수 k의 값과 반응차수 m과 n을 구하는 것이다. 우리들이 반응속도를 측정하려는 방법은 소위 시계반응이라 부르는 반응인데, 이것은 한 반응의 종말점을 자동적으로 알 수 있는 반응이다. 우리가 조사대상으로 하고 있는 반응 (1)을 녹말 존재하에서 다음의 반응 (3)과 동일 용기내에서 동시에 일어나도록 한다.

I2 + 2S2O3²¯ → 2I¯ + S4O6²¯
(3)
반응 (3)응 반응 (1)에 비하여 훨씬 빨리 진행된다. 그러므로 반응 (1)에서 생성된 I2분자는 같은 반응요기에 들어 있던 S2O3²¯ 이온과 재빨리 반응하여 없어지게 되어 S2O3²¯ 이온이 완전히 소모되지 않는 한 I2의 농도는 영이다. 반응이 진행되어 S2O3²¯ 이온이 모두 소모되면 반응 (1)만이 일어나므로 I2

참고문헌: ꋯ표준일반화학 실험[제 5 판]
대한 화학회, 천문각 1999.

ꋯ일반화학
일반화학교재연구회, 천문각

ꋯ일반화학[제 7 판]
Brown LeMay Bursten, 녹문당

ꋯ화학의 세계
화학교재편찬위원회, 지샘 1999.

ꋯ일반화학[제 7 판]
Raymond Chang chemistry, 자유 아카데미

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