실험. 화학 반응 속도
1. 실험 목적
·반응 속도식과 반응 속도 상수를 이해하고 화학 반응 속도와 반응물의 순간 농도간의 관계를 정립한다.
·화학 반응의 속도식을 나타내는데 필요한 반응 차수와 속도 상수를 실험적으로 결정한다.
2. 실험 이론
※ 화학 반응식과 반응 속도
화학 반응 속도는 시간에 따른 생성물 또는 반응물의 농도 변화를 통해 나낸다.
※ 화학 반응 속도식: 반응 속도를 속도상수, 반응물의 농도, 그리고 차수를 이용하여 나타낸 식이다.
반응 속도식은 일시적으로 존재하는 중간체가 없거나 있더라도 그것의 농도가 반응이 진행되는 동안 시간에 무관할 경우에 사용하는 식이다. 또한 역반응이 일어나더라도 무시할 수 있는 조건에서 사용되어야 한다.
k는 반응속도 상수로서 반응물의 초기 농도와는 무관하게 반응의 전과정에 걸쳐 상수로 남는다. n, m, p는 반응 차수로서 균형 화학반응식이 아닌 실험에 의해 결정된다. 예를 들어 실험 결과 반응물A의 농도가 2배 변할 때 반응 속도가 2배 변하면 반응물A의 차수는 1차이다.
1차 반응: ,
2차 반응: ,
0차 반응:
※ 반응 메커니즘과 속도
반응 메커니즘은 하나 이상의 단일 단계 반응 메커니즘의 합으로 구성되어 있다.
-반응 메커니즘의 조건-
①전체 반응 화학식 = 단일 단계 반응 메커니즘들의 총합
②반응 메커니즘은 실험적으로 결정된 반응 속도식을 만족 시켜야만 한다.
전체 반응 속도는 가장 느린 단일 단계 반응 메커니즘의 속도 보다 빠를 수 없다.
※ 반응 속도에 영향을 미치는 요인: 농도, 온도, 촉매
이번 실험에서는 농도 변화에 따른 반응 속도의 변화를 알아보고 용액의 색변화를 관찰한다.
※ 충돌 이론: 반드시 반응물 분자끼리 충돌을 해야 반응이 일어난다는 이론이다.
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2015.03.24
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