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[자연과학] [화학실험보고서] 화학반응속도-시계반응

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작성일17-11-29 19:53

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반응물의 농도를 2배로 하면 속도도 2배로 빨라진다.
◆ 석회암과 염산과의 반응에서 염산의 농도가 커질수록 반응 속도가 빨라진다. 2차 반응에서는 반응 속도가 한 반응물 농도의 제곱에 의존하거나, 각각이 1차인 두 반응물의 농도에 의존하는 반응이다.
ex) 이온사이의 반응 - Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)
공유결합분자 사이의 반응 - 2HI(g) → H2(g) + I2(g)

◎ 고체의 표면적
고체는 표면에서만 충돌할 수 있으므로 반응도 표면에서만 일어난다. 따라서 표면적이 클수록 반응 속도가 빨라진다.
나무에 불을 붙일 때, 통나무

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다. 고체는 같은 양이 있더라도 입자의 크기에 따라 표면적이 달라지기 때문에 입자의 크기가 작을수록 반응속도가 빨라진다.






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[화학실험보고서] 화학반응속도-시계반응

실험목적
농도 변화에 따른 반응속도를 측정함으로써 반응속도상수와 반응차수를 결정 할 수 있다

실험원리
반응속도 - 화학반응이 빠르게 또는 느리게 일어나는 정도
시간에 따른 반응물이나 생성물의 농도 변화인 어떤 반응이 진행되는 속도
A → B
rate 〓 -Δ[A]/Δt or Δ[B]/Δt

화학반응이 일어나기 위한 조건
◆ 충돌 - 반응하는 분자가 충돌하는 순간에 분자들의 충돌 방향이 화학반응을 일으킬 수 있도록 배열되어 있어야 한다. 그래서 이 반응의 반응속도는
rate 〓 k[I-]m[S2O82-]n
2S2O32- 이온이 완전히 소모되면 1단계 반응만 일어나므로 I2분자가 …(skip) 용액 속에 남게 되고 이것이 녹말과 반응하여 보라색을 나타내게 된다.
활성화물 - 활성화 상태에 있는 불안정한 물질

속도 법칙 - 반응 속도를 속도 상수와 반응물 농도와의 관계로 나타내는 표현식
반응속도 〓 k[A]m[B]n
◆ k(속도상수) - 반응 속도와 반응물 농도 간의 비례 상수
◆ 반응차수 - 속도 법칙에 나타나는 모든 반응물 농도의 지수항의 합 (〓 m+n)
k, m ,n 의 값은 반드시 실험으로 결정해야 한다. 공유결합으로 이루어진 분자들 사이의 반응은 공유결합이 끊어지고 새로운 결합이 형성되어야 하므로 비교적 느리게 일어난다.

2. 농도 외에 반응속도에 영향을 미치는 요인에는 어떤 것들이 있는지 쓰시오.
◎ 반응 물질의 종류
용액 중에서 이온들 사이에 일어나는 반응은 원자들의 재배열이 일어나지 않고 거의 순간적으로 반응하기 때문에 빠르게 일어난다.
1차 반응에서는 반응 속도가 반응물의 농도에 1제곱으로 따르는 반응이다. 반응의 활성화 에너지가 클수록 활성화물을 만들기 어렵고, 그 반응이 일어나기 어렵다.

시계반응 - 속도 결정 단계가 포함된 메커니즘으로 일어나는 화학 반응 중에서 스타트되고 일정한 시간이 지난 후에 갑자기 용액의 색깔이 변하는 반응

》》이번 실험에선 시계 반응의 한 예로 요오드화 이온과 과산화이황산 이온과의 반응을 조사 대상으로 하여 반응속도를 알아볼 것이다.

2I- + S2O82- → I2 + 2SO42- 1단계
I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62- 2단계

1단계 반응이 2단계 반응에 비해 훨씬 늦게 일어나므로 속도 결정 단계에 의해 1단계가 속도 결정단계가 된다.
◆ 활성화 에너지 - 반응 물질의 분자들이 활성화 에너지 이상의 에너지를 가지고 있어야 한다.
◆ 빗물의 산성도가 커짐에 따라 대리석으로 된 건축물이나 조각품들의 부식 속도가 빨라진다.

실험결과

1. 반응물의 농도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 說明(설명) 하시오.
반응속도를 보면 반응물의 양에 따라서 반응속도가 달라지는 걸 알 수 있는데, 반응물의 양이 증가하면 즉, 농도가 증가하게 되면, 단위 부피 속의 입자 수가 증가하므로 충돌 횟수가 증가하여 반응 속도가 빨라진다.

◎ 농도가 반응속도에 미치는 예
◆ 꺼져가는 불씨에 입김을 불어 주면 불씨가 살아난다.
ex) 약을 먹을 때 알약보다 가루약이 더 흡수가 빠르다.

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