일반화학
일반화학실험2_시계반응
영웅시대
2024. 2. 25. 21:00
목차
1. 목적2. 이론
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 논의
본문내용
온도 상승에 대한 반응속도의 증가는 운동속도의 증가보다는 반응물질이 충돌하여 반응을 일으킬 수 있는 입자수의 증가로 설명이 가능하다. 반응물질 입자가 충돌하여 반응을 일으킬 수 있는 것은 활성화에너지보다 큰 에너지를 가져야 한다. 그렇지 않으면 입자들이 근접할 때 전자구름 사이의 반발로 되튕겨나올 뿐 생성물을 만들 수 없다.반응을 일으키는 데 입자가 가져야 할 최소 에너지를 활성화에너지라고 하는데 이보다 많은 에너지를 가진 분자수가 온도를 올릴 때 얼마나 많아지는지를 보면 온도 상승에 따른 반응속도의 증가를 설명할 수 있다. 기체 분자는 끊임 없이 운동하고 있는데 모든 분자가 같은 운동 에너지를 가지는 것이 아니라 에너지를 적게 가지는 것부터 많은 에너지를 가지는 것까지 골고루 있다. 아래의 그림을 보면 기체의 온도를 올리면 분자의 운동에너지 분포가 운동에너지를 많이 가지는 쪽(오른쪽)으로 옮겨감을 알 수있다. 이렇게 될 경우 활성화에너지 이상의 에너지를 가지는 분자 즉, 충돌에 의해 반응을 일으킬 수 있는 분자는 작은 온도 변화에도 불구하고 그 수는 매우 많아진다.
조금 더 구체적으로 보면, 온도 TK에서는 활성화에너지보다 많은 에너지를 가지는 분자가 파란색으로 나타낸 면적 만큼이고, TK보다 10K 높은 온도 (T+10)K에서는 분홍색으로 나타낸 면적 만큼 되기 때문에 이 온도에서는 활성화에너지보다 많은 에너지를 가지는 분자가 TK에서보다 2-3배 많아진다. 반응 속도는 활성화에너지 이상의 에너지를 가지는 분자수에 비례하기 때문에 온도를 T에서 10K(=10℃) 높이면 반응 속도는 2-3배 빨라지게 되는 것이다.
6) 활성화 에너지(Ea)
활성화 에너지란 일련의 반응이 진행되기 위해 넘어야할 에너지 장벽, 다시 말하자면 그 반응이 일어나기위해 필요한 최소한의 에너지를 말한다. 이 에너지는 다음과 같은 식으로부터 계산할 수 있다.