일반화학실험 | 화학 반응 속도(I) - 농도의 영향

 

 

 

TIP

 

 

1. 반응 속도식과 반응 속도 상수를 이해하고 화하가 반응 속도와 반응물의 순간 농도간의 관계를 정립한다.
2. 화학 반응의 속도식을 나타내는데 필요한 반응 차수와 속도 상수를 실험적으로 결정한다.

 

 

 

반응속도

화학반응의 진행방향과 진행정도를 열역학적으로 예측할 수 있지만 화하가 반응이 어떠한 과정으로 일어나고 얼마나 빨리 일어날 것인지는 알 수 없다. 그러므로 열역학적으로 생성물이 만들어 질 수 있다고 하더라도 그 반응의 속도가 매우 느릴 경우에는 전혀 쓸모가 없을 것이다. 반응의 유용성을 생각한다면 반응은 적당한 속도로 진행되어야 한다. 비료의 원료로 사용하는 암모니아를 만들기 위해 상온에서 질소와 수소를 혼합하고 반응이 될 때까지 막연히 기다릴 수는 없다.

 

그러므로 반응의 화학양론과 열역학적인 이해만으로는 충분하지 않으며 화학반응의 속도를 알아내고 속도에 영향을 줄 수 있는 요인을 확인하며 나아가 속도를 조절하는 일은 화학에서 매우 중요하다 할 수 있다. 반응 속도를 생성물이 시간에 따라 만들어 지는 양 또는 반응물이 시간에 따라 소모되는 양으로 표현한다. 반응의 평균속도는 시간 대 농도 그래프에서 시작점과 끝 지점을 연결하는 직선의 기울기가 된다.

 

이때 어떤 시간에서 무한히 작은 시간구간에 대한 농도의 변화량의 비를 순간 속도라 하며 이는 속도 곡선에서 그 시간에 대한 접선의 기울기가 된다. 일반적으로 이 순간 속도를 간단히 속도라고 부르며 반응이 시작되는 시간에서의 속도를 초기속도로 한다. 일반적인 반응에서 반응 속도는 다음과 같이 정의 된다.

 

 

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 피펫으로 0.2M KI 20㎖를 50㎖ 삼각플라스크에 취한다. (플라스크1)

 

2) 피펫으로 0.1M (NH4)2S2O8 20㎖를 50㎖ 삼각플라스크에 취한다. (플라스크2)

 

3) 피펫으로 0.02M Na2S2O3 10㎖를 250㎖ 삼각플라스크에 넣고 녹말용액 3～4 방울을 가한다.

 

4) 여기에 온도계를 넣고 초까지 읽을 수 있는 시계를 준비한다.

 

5) 플라스크 1,2를 용액 250㎖들이 삼각플라스크 속에 부어 잘 혼합하여 변색 할 때까지의 시간을 측정한다.

 

6) 혼합에 소요한 시간을 기록한다.

 

7) 같은 실험을 표의 다른 용액에 대하여 되풀이 하여라

 

 

 

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