물리화학실험 | Kinetics of a Reaction

 

 

 

TIP

 

 

실험을 통해 반응의 반응속도를 측정하고 산에 존재하는 브롬화이온에의해 아이오딘화 이온이 산화되는 반응의 반응속도식을 구한다.

 

 

 

반응속도식

반응속도는 반응물질의 농도에 따라 달라진다. 화학 반응은 반응물질 입자가 접촉하여야 일어날 수 있기 때문에 반응속도는 반응물질 입자의 충돌수에 비례하게 된다. 반응물질의 농도가 크면 클수록 반응물질 사이의 충돌수가 커져 반응이 일어날 가능성이 커지기 때문이다. 따라서 반응속도는 반응물질 농도의 함수로 나타내어 진다. 여기서 반응속도와 반응물질 농도와의 관계를 나타낸 식을 반응속도식이라고 한다. 그런데 반응속도식은 화학반응식만 보고 그 식을 나타낼 수는 없으며 실험으로 얻은 결과를 바탕으로 결정될 수 있다.

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실험 방법

Part 1. 용액 한방울의 부피 구하기

1. 피펫으로 3㎖의 증류수를 취한다.

 

2. 분석저울을 이용해 비커의 중량을 재고 기록한다.

 

3. 피펫을 수직으로 들고 비커에 증류수 다섯방울 떨어뜨리고 중량을 재고 기록한다.

 

4. 5방울의 증류수를 추가로 넣고 다시 중량을 재서 기록한다.

 

5. 4번 과정을 반복하고 기록한다.

 

6. 1-5 과정을 두번더 반복한다.

 

Part 2. 반응속도를 결정하고 반응속도식 구하기

1. 여섯개의 피펫을 준비하고 각각에 라벨을 붙이고, KI, H₂O, HCl, Starch, N₂S₂O₃, KBrO₃ 적어둔다.

 

2. 각 피펫에 각 용액을 약 2㎖ 정도를 취한다.

 

3. 피펫들을 카세트 케이스를 열고 그 위에 올려둔다.

 

4. 12통짜리 반응 스트립에 순서대로 번호를 적어논다.

 

 

5. 첫번째 측정은 다양한 KI의 농도를 이용해 구할 것이다. 첫번째 스트립에 실험#1에 적힌 처음 다섯개의 시약들을 넣는다. 젓개로 용액을 젓고 두번째,세번째 스트립에도 같은 실험을 두번 더 반복한다.

 

6. 그 다음 세개의 스트립에는 실험 #2를 5번과정과 똑같이 반복한다.

 

7. 7,8,9번째 통에 실험#3 을 행한다.

 

8. 10,11,12번째 통에는 실험#4 를 행한다.

 

9. 첫번쨰 통에 KBrO₃를 넣자마자 타이머를 시작하고, 젓개로 저어준다.

 

10. 용액이 청색이 나타나는 시간을 기록한다.

 

11. 2,3번째 통에 실험과정 8,9번을 반복한다.

 

12. 반응용액 중 하나의 온도를 재서 기록한다.

 

13. 4,5,6번째 통에 실험과정 9,10번을 행해 실험 #2에 관해 기록한다.

 

14. 7,8,9번쨰 통에 실험과정 9,10번을 행해 실험 #3에 관해 기록한다.

 

15. 10,11,12번쨰 통에 실험과정 9,10번을 행해 실험 #4에 관해 기록한다

 

16. 반응 스트립을 따뜻한 물로 잘 씻고, 면으로 내부를 잘 닦고 말려준다.

 

17. 위 과정들을 실험#5, #6, #7에 관하여 똑같이 반복해준다.

 

Part 3. 활성화에너지 결정

1. 얕은 40℃의 따뜻한 수조를 준비한다.

 

2. 실험 #1에 있는 용액중 처음 5개를 통에 넣고 젓개로 저어준다.

 

3. 통이 있는 반응 스트립을 수조에 넣는다.

 

4. 피펫에 KBrO₃를 반정도 채워넣는다.

 

5. 피펫을 수조에 최소 5분이상 넣어 놓는다.

 

6. 온도계로 수조의 온도를 재고 기록한다.

 

7. 피펫을 꺼내고 겉에 있는 물을 닦는다.

 

8. Part2와 같이 피펫 내의 용액을 통에 넣자마자 타이머를 키고 용액이 청색이 나타날 때의 시간을 기록한다.

 

9. 과정 7-8을 2번째, 3번째 통에 반복한다.

 

10. 반응스트립을 따뜻한 수조로부터 빼낸다.

 

11. 수조에 얼음을 넣어 온도를 차갑게 한다.

 

12. 반응 스트립과 피펫을 수조에 넣어 온도를 차갑게 한다.

 

13. 수조의 온도를 재고 기록한다.

 

14. 4, 5, 6번째 통에 과정7-8을 반복하고 측정한 시간을 기록한다.

 

Part 4. 촉매가 반응속도에 미치는 영향 관찰

1. Part2의 실험#1에 관하여 전체 과정을 반복하고 이번에는 0.1M 질산구리 용액 한방울을 넣고 증류수는 세방울만 넣는다.

 

2. 전체 용액의 부피는 12방울이어야한다. 반응시간을 기록한다.

 

 

 

 

[물리화학실험]Kinetics of a Reaction 레포트