반응 속도에 미치는 농도의 영향- 시계반응

소개글

시계반응에 대한 보고서 입니다

목차

1. 실험 목적
2. 실험 개요
3. 실험 원리 및 이론
4. 준비물
5. 실험 과정
6. 실험상 주의할 점
7. 실험 결과 및 분석
9. 결론 및 논의
10. 참고 문헌

본문내용

일반적으로 반응 속도를 측정하기 위해서는 시간에 따른 반응물의 농도변화 또는 생성물의 농도 변화를 측정한다. 반응물의 농도 변화를 측정하는 경우 반응속도는 시간에 따른 반응물의 농도를 도시한 그래프의 기울기로부터 구할 수 있다. 반응이 조금밖에 진행되지 않은 반응 초기에는 반응물의 농도를 일정하다고 보면 반응 속도도 일정하므로

로 볼 수 있다. 그러므로 Δt 시간동안 반응한 반응물의 양, 즉 Δ[반응물]을 측정하면 반응 속도를 구할 수 있다. 만약 반응 조건이 다른 몇가지 실험에서 Δ[반응물]을 일정하게 한다면, 반응 속도는 Δ[반응물]만큼 반응하는 데 걸린 시간 Δt의 역수에 비례할 것이다. 이 때 반응물이 Δ[반응물]만큼만 반응한 시점을 알 수 있어야 한다.
이 실험에서는 이러한 원리를 이용하여 산성 조건에서 I-과 BrO3-의 반응에 대한 반응 차수와 반응 속도 상수를 구해 보자.

6 I-(aq) + BrO3-(aq) + 6H+ → 3I2(aq) +Br-(aq) + 3H2O(ℓ) (반응Ⅰ)

이 반응은 상온에서 그리 빠른 편이 아니며, 반응 속도는 반응물의 농도에 의존하는 것으로 알려져 있다.

반응 용액 속에 소량의 S2O32-을 함께 넣어 주면 생성물인 I2는 S2O32-과 빠르게 반응하여 I-으로 다시 환원된다.
I2(aq) +2S2O32-(aq) → 2I-(aq) + S4O62-(aq) (반응Ⅱ)

(반응Ⅱ)는 (반응Ⅰ)에 비해 아주 빠르므로 용액 속에 S2O32-이 있으면 (반응Ⅰ)에 의해 생성된 I2는 (반응Ⅱ)에 의해 다시 I-으로 돌아가므로 I-의 농도는 일정해지고, I2의 농도는 0이 된다. 그러나 용액 속의 S2O32-이 모두 반응하고 나면 생성된 I2는 더 이상 반응하지 않게 된다. 이 때 용액 속에 녹말이 있으면 I2는 녹말과 반응하여 진한 청색을 나타내게 되므로 용액 속의 S2O32-이 모두 반응한 시점을 알 수 있게 된다.

참고 자료

1) PRINCIPLES OF MODERN CHEMISTRY, 5th edition, Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, THOMSON
2) UNIVERSITY CHEMISTRY, Pearson International edition, Peter Siska, PEARSON