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Index & Contents

자연과학 올립니다 실험보고서 - 초산에틸의 검화 반응 Up

 

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제목 : 초산에틸의 검화 반응

 

목적 : 초산에틸의 알칼리 수용액 중에서 가수분해 반응이 2차 반응 인가를 알아보고 이 반응에 대한 속도상수를 상이한 온도에서 측정하여 반응의 활성화에너지를 계산한다.

 

이론

 

1. 반응속도

단위 시간 당 생성물의 몰농도 증가 또는 단위시간 당 반응물의몰농도의 감소

 

 

반응 속도는 이다.

또한 (k, m, n은 실험에 의하여 결정)

 

2. 0차 반응 : 반응속도가 반응물의 농도와 무관한 경우

반응식을 라 하면,

이고, 양변을 적분하면

: [A]와 t가 직선관계이고 그 기울기는 -k이다.

 

3. 1차 반응 : 반응속도가 한 반응물의 속도에만 비례하는 경우

 

반응식을 이라 하면

양변을 적분하면

 

4. 2차 반응 : 반응속도가 한 반응물의 농도의 제곱에 비례하거나 두 가지 반응물의 농도의 곱에 비례하는 경우.

반응식을 이라고 하면

 

양변을 적분하면

: 가 직선관계이고 그 기울기는 k.

 

5. 활성화 에너지 : 반응물과 생성물의 반응경로 사이에 에너지가 최대가 되는 에너지의 장벽. 분자들이 충돌할 때 전자구름 사이의 반발을 극복하기 위해 분자들이 함께 갖는 최소의 운동 에너지.

 

6. 아레니우스의 식 : (R:기체상수, 8.314J/molK, T:절대온도, A:frequency factor, 온도에 따라 변하는 상수)

 

위의 식을 적분하면,

T1일 때 속도상수를 k1, T2일 때 속도상수를 k2라 하고 위의 식에 대입하면,

 

두 식을 빼면

T1에서의 k1을 알면 T2에서의 k2를 알 수 있다.

 

실험도구와 시약

항온조, 삼각플라스크 (500 mL) 2개, 비이커 (250mL) 12개, 피펫, 초시계, 0.1N HCl, 0.1N NaOH, 초산에틸, 페놀프탈레인

 

실험 과정

 

1. 다음의 세가지 용액을 준비한다.

A. 500mL 삼각 플라스크에 피펫으로 약 200mL의 증류수를 넣고 약 0.2mL의 초산에틸을 가한다.

B. 500mL 삼각플라스크에 피펫으로 약 200mL의 NaOH용액 (약 N)을 가한다.

C. 12개의 250mL비이커에 0.1N HCl 용액을 각각 50mL씩 피펫으로 취하여 둔다.

 

2. A 및 B 용액의 온도가 각각 항온조의 온도와 같게 되면 두 용액을 혼합하고 5분간 방치한 후 일정시간마다 50mL씩 분취하여 미리 준비된 HCl 50mL가 들어있는 비이커에 가한다.

 

3. C 용액중에 남은 HCl양을 페놀프탈레인을 이용하여 NaOH로 적정한다.

 

4. 위의 적정을 20~40℃ 범위의 서로 다른 온도에서 실험한다.

…(생략)

 

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