시계 반응 [예비+결과] 레포트

목차

1. 실험원리

2. 실험 기구 및 시약

3. 실험 방법

4. 실험 결과

5. 고찰

6. 참고문헌

본문내용

실험제목 : 시계반응

- 실험목표
시계 반응을 이용해서 반응 속도의 차이가 큰 반응 단계가 연속적으로 일어나는 화학 반응의 특성을 알아본다.

1. 실험원리
시계 반응은 화학 반응에 대한 흥미를 일깨우기 위해서 많이 사용된다. 지금까지 개발된 시계 반응에는 여러 종류가 있다. 일반적으로 시계 반응에는 3가지 반응 단계가 필요하다. 첫째 단계에서는 비교적 느린 속도로 반응 중간물질이 생성되고, 이것이 둘째 단계에서 빠른 속도로 소비된다. 이때 둘째 단계에는 첫째 단계에서 만들어진 생성물이 소량의 한계 물질과 반응하게 된다. 그리고 마지막 단계에서는 한계 물질이 모두 없어진 후에 첫째 단계에서 생성된 물질이 지시약과 반응해서 색깔을 나타내는 물질이 만들어지게 된다. 대부분의 경우에 마지막 단계는 가역 반응이고 매우 빠른 속도로 일어난다.
산과 염기의 중화 반응의 경우에는 수용액에 녹아있는 H+ 이온과 OH- 이온이 직접 결합해서 H2O가 생성되는 단순한 단계로 반응이 진행된다. 그러나 대부분의 화학 반응은 매우 복잡한 단계를 거쳐서 일어나게 된다. 화학 반응이 진행되는 구체적인 단계들을 “반응 메커니즘”(reaction mechanism)이라고 한다.
다음과 같이 두 단계로 나누어 진행되는 반응 메커니즘을 생각해보기로 한다.
A → B 속도 상수 = k1

B → C 속도 상수= k2
만약 첫 번째 반응 단계의 속도가 두 번째 반응 단계의 속도보다 대단히 느리다면 (k1 << k2), 최종 생성물 C의 농도는 아래와 같이 표현된다.

즉, A가 B로 변환되는 속도가 B가 C로 변환되는 속도에 비해서 매우 느리기 때문에 B가 만들어지면 즉시 C로 변환되기 때문에 최종 생성물 C의 생성 속도는 B가 얼마나 빨리 만들어 지는가에 의해서 결정되고, B가 C로 변환되는 속도는 최종 생성물의 생성 속도에 영향을 미치지 않는다.

참고 자료

표준일반화학실험 제7판
대한화학회
천문각
레이먼드창의 일반화학
레이먼드창 외
화학교재연구회
사이플러스