[화학과 물리화학 실험] Iodination of Acetone 반응속도식 반응속도상수 구하기

소개글

1-2. 실험 목적
화학반응에서 반응속도에 영향을 주는 요인들 중 농도변화에 따른 반응의 kinetics를 알아본다. 이 kinetics를 통해 아세톤과 요오드의 반응 메커니즘을 증명한다. 즉 농도변화에 따른 흡광도를 측정하여 반응 속도식을 구하는 실험이다. 이것을 통해 아세톤의 요오드에서의 반응차수, 반응속도를 구해보고 또한 결과들을 검증해 본다.

1. Introduction
1-1. 실험 이론
1-1-1-. 반응 속도의 정의
와 같은 꼴의 반응을 생각해보자. 임의의 순간에서의 반응 성분 J의 농도를 [J]라고 하자. 한 주어진 시각에서 어느 한 반응종의 순간 소모 속도는 이다(R은 A나 B). 이 속도는 양의 값을 갖는다(Figure 1). 한편 어느 한 생성물(C 또는 D로서 P로 표시한다)의 생성속도는 이다. 이 속도도 또한 양의 값을 갖는다.
Figure 1. 시간에 따른 농도 변화.
반응 에 대한 반응 속도를 여러 가지로 나타낼 수 있으며, 이들 사이에는 화학량론에 의해서 다음과 같은 관계가 성립한다.
한 반응의 반응 속도를 여러 가지로 다르게 나타낼 수 있는 이러한 문제를 피하기 위하여 다음과 같이 반응 진척도의 변화율을 가지고 반응속도 를 정의한다.

...생략

목차

1. Introduction
1-1. 실험 이론
1-2. 실험 목적
2. Experimental
2-1. 실험 기구 및 시약
2-2. 실험 방법
3. Results & Discussion
3-1. Raw Data & Data Calculation

본문내용

2. Experimental
2-1. 실험 기구 및 시약
Spectrophotometry, 스포이드, 스터링 바, 비커, 핫플레이트, 뷰렛, 볼륨플라스크, 아세톤, 요오드, 요오드화칼륨, 염산, 증류수 등이 사용되었다.
2-2. 실험 방법
① 4.0M 아세톤, 0.005M 요오드, 1.0M HCl을 만든다.
* Acetone 4.0M 만들기(순도 99.5%짜리 사용) 분자량 = 58.08g/mol 밀도 = 0.792g/ml
= 13.4659 M
* Iodine 0.005M 만들기(와 KI의 순도 99.5%짜리 사용)
- I2 분자량 = 126.904g/mol
- KI 분자량 = 166.01g/mol
* HCl 1.0M 만들기(순도 35.0%짜리 사용) 분자량 = 36.46g/mol 밀도 = 1.268 g/ml
(요오드 용액을 만들 때 비커에 고체 KI와 를 섞고 난 후, 물 몇 방울을 떨어뜨린다.)
② 아세톤을 넣지 않은 상태에서 5개의 혼합물을 준비한다.
Table 1. 첫 번째 실험 혼합물의 비율(drop)
mixture
Acetone(drops)
HCl(drops)
starch(녹말, drops)
iodine(drops)
1
10
10
10+10*(water)
2+8*(water)
2
20
10
10
2+8*(water)
3
10
20
10
2+8*(water)
4
10
10
10
2+8*(water)
5
5
5
5
3+7*(water)
③ 아세톤을 넣은 다음 보라색이 사라질 때까지 계속 섞는다.
(여기서 보라색이 사라졌다는 것은 모든 요오드가 반응에 사용되었다는 것을 의미한다.)
④ spectrophotometer 측정법을 이용한다. 아래 표에 제시된 세 물질을 섞은 다음 매 15초 간격으로 300초까지 흡광도를 측정하고 기록한다.
Table 2. 두 번째 실험 혼합물의 비율(mL)
Run Number
Acetone(mL)
Iodine(mL)
Hydrogen ion(mL)
Acetone의
반응차수
1
25
25
10
2
10
25
10
3
5
25
10
Iodine의
반응차수
4
10
15
10
5
10
20
10
Hydrogen ion
반응차수
6
10
25
10
7
10
25
20
8
10
25
10

참고 자료

Gibert W. Castellan, PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland.
Rovert H. Perry, Perry;s Chemical Engineer`s Hand book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985