평균반응속도

Report
13.1 반응속도 (Reaction rate)
Chemical Kinetic :
시간에 따른 반응물질(reactant)과
생성물질(product)의 농도변화(Moles/sec)
1
13.1 반응속도 (Reaction rate)
2Br- (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
Br2 (aq) + HCOOH (aq)
red
time
13.1 반응속도 (Reaction rate)
농도 측정 :
분광계(spectrometer)를 이용하여
생성물질(product)의 농도변화(Moles/sec)를
색깔변화를 관찰하여 확인할 수 있다. 육안으로도 식별
393 nm
light
Detector
D[Br2] a DAbsorption
13.1 반응속도 (Reaction rate)
[Br2]final – [Br2]initial
D[Br2]
평균반응속도 = =Dt
tfinal - tinitial
Br2 (aq) + HCOOH (aq)
2Br- (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
slope of
tangent
slope of
tangent
순간반응속도(instantaneous rate) = 붉은 색 표기한 기울기 값
13.1 반응속도 (Reaction rate)
rate a [Br2]
rate
k=
[Br2]
rate = k [Br2]
13.1 반응속도 (Reaction rate)
rate
k=
[Br2]
k = 3.50 x 10-3 s-1
13.2 반응속도법칙
관계정의 :
시간에 따른 반응물질(reactant)의
농도변화(Moles/sec)(즉 반응속도)과
속도상수(k)와의 관계식을 표현한 것
aA + bB
cC + dD
8
13.2 반응속도법칙
F2 (g) + 2ClO2 (g)
2FClO2 (g)
rate = k [F2]x[ClO2]y
2배
x=1
4배
rate = k [F2][ClO2]
y=1
9
13.3 반응차수
2A
aA + bB
A물질의 x차수 반응
B
rate = k [A]2
cC + dD
B물질의 y차수 반응
전체반응차수란?
반응속도법칙이 적용되는 범위에서 반응물질의 농도의 지수의
합으로 표현된다
reaction is (x +y) 지수의 합
요약 및 결론
•
반응속도법칙은 always 실험적으로 결정되어 진다.
•
반응차수는 always 반응물질
과의 변화(농도)에 의하여 결정된다.
•
반응차수는 반응계수와는 무관하며, 지수x, y는
실험적으로만 결정할 수 있는 값이다.
(not product)
F2 (g) + 2ClO2 (g)
2FClO2 (g)
rate = k [F2][ClO2] 1
13.4 반응매카니즘(MECHANISM)
12
13.4 반응매카니즘(MECHANISM)
#
반감기 [A] = [A]0/n
1
2
2
4
3
8
4
16
13
13.4 반응매카니즘(MECHANISM)
14
13.6 반응속도에 영향을 미치는 인자
온도의 영향
15
The Arrhenius Equation (아레뉘우스 괸계식)
activation energy
frequency factor
(preexponential factor)
y-절편
기울기
결론식:
에너지 장벽
Activation energy (Ea) : 반응에 필요한 최소한의 에너지
energy barrier
Exothermic
Endothermic
13.6 반응속도에 영향을 미치는 인자
촉매의 영향
13.6 반응속도에 영향을 미치는 인자
불균일촉매(heterogeneous catalysis) 반응물질 VS 촉매
•
Haber synthesis of ammonia
•
Ostwald process for the production of nitric acid
•
Catalytic converters
균일촉매(homogeneous catalysis) 동일물질, 주로 액체
•
Acid catalysis
•
Base catalysis
13.6 반응속도에 영향을 미치는 인자
불균일촉매(heterogeneous catalysis) 반응
Haber Process (질소비료생성공정)
Fe/Al2O3/K2O
N2 (g) + 3H2 (g)
Fe/Al2O3/K2O
catalyst
2NH3 (g)
Ostwald Process (질산재생처리)
Pt-Rh catalyst
recycle
Pt-Rh catalysts used
in Ostwald process
Catalytic Converters(자동차 배기촉매)
CO + Unburned Hydrocarbons + O2
2NO + 2NO2
catalytic
converter
catalytic
converter
CO2 + H2O
2N2 + 3O2

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