일반화학실험 촉매반응 예비레포트 A+

소개글

일반화학실험 촉매반응 예비레포트입니다.
최종성적 A+ 받았습니다.
실험 관련 개념과 실험 과정, 주의할 점이 담겨 있습니다.

목차

1.Purpose

2.Theory
2.１촉매
2.２활성화 에너지
2.３반응 속도
2.４분해
2.５효소
2.６억제제(inhibitor)
2.７반응 메커니즘
2.８전이 상태
2.９포화 상태
2.１０발화

3.실험
3.1 Chemical & Apparatus
3.2 Procedure

본문내용

1. purpose
촉매를 사용한 반응을 관찰하여 촉매의 역할과 촉매가 화학반응 메커니즘에 어떤 원리로 작용하는지를 이해함.

2. Theory
2.1. 촉매
반응 과정에 있어 소모되지도, 변하지도 않으면서 반응 속도를 증가시켜 주는 물질을 의미한다. 넓은 의미에서는 평형 상수에 영향을 주지 않으면서 반응 속도는 변화시키는 물질은 다 촉매에 속한다. 촉매는 반응에 참여하기는 하지만 소모되지 않으므로 소량만 있더라도 반응 속도에 지속적 영향을 미칠 수 있다.
촉매는 반응물과 동일한 상인 균일계 촉매와 반응물과 다른 상인 불균일계 촉매로 나뉜다. 불균일 촉매의 경우 반응이 촉매의 표면상에서 진행되며, 촉매가 다른 상이므로 혼합물로부터 촉매를 분리해 다시 사용할 수 있따는 장점이 있다.
균일 촉매의 예로는 과산화 수소의 분해 반응에 있어 요오드화 이온이 있다.
1단계 H_2 O_2 (aq)+I^- (aq)↔H_2 O(l)+〖IO〗^- (aq)
2단계 H_2 O(l)+〖IO〗^- (aq)↔H_2 O(l)+I^- (aq)+O_2 (g)
요오드화 이온이 활성화 에너지를 낮추어 물과 산소의 생성을 촉진하는 촉매 역할을 한다.
일반적으로 촉매는 하나 이상의 반응물과 반응하고, 촉매를 재생하는 공정에서 최종의 반응 생성물을 연속적으로 생성 가능한 중간체를 형성한다. 반응물 X와 Y가 반응해 생성물 Z를 만드는 화학 반응식은
X+Y->Z와 같이 쓸 수 있는데,
촉매 C가 존재한다면
X+C->XC
Y+XC->XYC
XYC->CZ
CZ->C+Z
반응에서는 촉매 C가 재생되므로 일반적으로 촉매는 적은 양만 필요하다.
첫 번째 반응에 의하여 촉매가 소비된다고 하더라도, 네 번째 반응을 통해서 다시 생성되므로 전체 알짜 반응식에는 나타나지 않게 된다. 하지만 촉매가 일부 소모되는 반응도 있다.
촉매는 속도 방정식에 나타나게 된다. 위 반응식에서의 속도 결정 단계가 제 1단계인 X+C->XC일 경우 속도 방정식은
v=k_cat [X][C]
이다.

참고 자료

Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby, 레이먼드 창의 일반화학 제 12판 수정판, 2016, 사이플러스, pp. 554~560, 576~593
대한화학회, 표준 일반화학실험 제 7 개정판, 2011, 천문각, pp. 208~215