물리화학실험 | 초산에틸의 검화반응

TIP

 

 

1. 반응속도식은 온도와 시간의 함수로 나타나는데 이는 실험을 통한 Data의 해석을 통해 구해진다. 즉 온도를 일정하게 하고 시간의 변화에 따른 농도의 변화 Data를 통해 반응속도를 구하는 방법과 농도를 일정하게 하고 시간의 변화에 따른 온도의 변화를 통해 반응속도를 구하는 방법이 있다.
2. 온도를 일정하게 유지시킨 상태에서 초산에틸의 검화(saponification, 비누화)반응을 통해 이 반응의 반응속도상수를 구하고, 이 반응이 실제로 2차 반응으로 일어나는 가를 알아보고자 한다. 또한 이 반응에 대한 속도상수를 상이한 온도에서 측정하여 반응의 활성화 에너지를 계산한다.

 

 

 

초산에틸의 알칼리수용액중에서 가수분해반응이 2차 반응인가를 알아보고, 이 반응에 대한 속도상수를 상이한 온도에서 측정하여 반응의 활성화에너지를 계산한다. 본 실험에서는 반응이 진행됨에 따라 용액속에 남아있는 이온의 수를 저항의 측정을 통하여 비례적으로 나타내 속도상수 k를 구하는 것이다. 즉 저항은 용액 속에 남아있는 이온들의 수에 반비례하며 이온의 종류에 따라서도 다르다.

 

본 실험을 진행하기 위해서 실험 방법으로는 전도도법을 사용하였는데, 0.02N의 CH₃COOC₂H₅와 0.02N의 NaOH를 반응시켜 일어난다. 초산에틸의 알칼리성 가수분해 반응은 다음과 같이 표현된다.

 

 

또한 반응이 진행되면서 OH^-의 이온 전도도가 CH₃COO^-의 이온 전도도보다 높기 때문에 반응이 진행됨에 따라 저항이 올라가게 된다. 그래서 이 저항값(R)들을 측정하여 R/(R-R_∞)대 t를 도시하고 이 기울기를 계산하여 속도상수를 구하여 본다.

 

 

실험 방법

반응물 중의 알칼리 이온 농도를 초산에틸에 비해 크게 취하면 이론에서 밝힌 식을 적용할 수 있고, 따라서 알칼리 이온 농도의 시간적 변화를 측정함으로써 2차 반응속도상수를 구할 수 있다.

1. 전도도법

1) 증류수로 전도도 셀을 잘 씻는다.

2) 0.02N 초산에틸용액을 피펫으로 50㎖ 취하여 250㎖ 비이커에 넣고 교반하면서 0.02N NaOH 용액을 피펫으로 50㎖ 가한다. 이때 용액의 1/2이 방류되었을 때 초시계를 읽기 시작한다.

3) 교반 1분후 전도도 셀을 반응혼합물로 2～3회 씻고, 다음에 전극이 충분히 잠길 수 있게 시료용액을 채운다.

4) 셀을 항온조 중에 놓고 휘트스톤 브리지에 전극을 연결한다.

5) 3분후 셀 저항을 측정한 수 40분간은 2분마다 측정한다.

6) 전도도 셀을 약 40℃의 항온조로 옮기고 15～20분이 지난후, 이것을 25℃의 항온조로 다시 옮긴 다음, 5분후에 저항 R을 기록한다.

7) 일련의 두 R값이 서로 1% 내에 들어올 때 까지 이 조작을 반복한다. R_∞로서 이 최종 두 개의 R값의 평균치를 채택하라.

8) 측정이 끝나면 셀을 증류수로 씻고, 증류수 중에 보관한다.

 

 

 

[물리화학실험]초산에틸의 검화반응 레포트