A+ 연세대학교 일반/공학화학 및 실험(2) 1. 화학 반응 속도

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본문내용

1. 온도 – 반응물의 평균운동에너지는 온도에 비례하므로 온도가 높을수록 분자의 평균속도가 커진다. 따라서 온도가 올라감에 따라 같은 시간동안 충돌하는 분자의 수가 늘어나고 반응에 필요한 에너지를 충분히 가진 분자도 많아진다.
2. 촉매 – 촉매는 충돌의 종류에 영향을 주고 따라서 반응 메커니즘을 바꾼다. 바뀐 메커니즘의 활성화 에너지에 따라 반응 속도가 바뀐다.
3. 반응물의 물리적 상태 – 반응물이 균일할수록 보통 반응속도가 빠르다. 또한 고체를 포함하는 불균일 반응일 경우 고체의 표면적이 넓을수록 반응속도가 빨라진다.

아레니우스 식은 반응속도상수와 온도 사이의 관계를 실험적으로 유도한 식이다. 그 식은 다음과 같다.
여기서 k는 반응속도상수, A는 빈도인자(또는 빈도계수), Ea는 활성화에너지, R은 기체상수, T는 절대온도이다. 이때 A의 단위는 k와 동일하다. 위의 식에 자연로그를 취하면
이다. 즉 lnk를 y축에 1T를 x축에 놓고 그래프를 그리면 직선이 되고 이 직선의 기울기와 절편으로부터 Ea와 A를 구할 수 있다.

참고 자료

Brown외, 『Chemistry: the central science』, Pearson, 2017, 570-577
위의 책, 587-592