[일반화학실험 A+ 1등 레포트] 실험 20. 시계 반응 실험 예비보고서

소개글

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목차

실험목표
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1. Landolt iodine 시계반응(clock reaction)의 종료 시점에서 반응 용액의 갑작스러운 색
변화를 통해 반응속도를 측정 하여 반응차수를 결정한다.
2. 의 그래프의 기울기로부터 반응차수, n을 구한다.


이론
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(1) 반응차수 (reaction order) / 전체 반응차수 (overall reaction order)

(2) 화학반응식의 계수 (stoichioetric coefficients)

(3) 속도상수 (rate constant)

(4) Landolt iodic 시계반응 (clock reaction)

(5) 초기속도법 (method of initial rate)

(6) 반응 메카니즘(reaction mechanism)

(7) 속도법칙(rate law) 또는 속도식(rate equation)

(8) 실험 방법 원리 및 결과 예측



실험 전 예비보고서
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1. 다음의 시약들의 물리, 화학적 성질과 안전 관련사항을 조사하시오.




2. 화학반응속도에서 다음은 무엇을 의미하는가?

ⅰ) 속도법칙(rate law) 또는 속도식(rate equation)

ⅱ) 반응차수(reaction order)

ⅲ) 속도상수(rate constant)

ⅳ) 반응 메카니즘(reaction mechanism)



3. 가상의 화학반응



기구 및 시약
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(1) 기구 설명

(2) 시약 설명



실험 방법
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본문내용

막대
초시계
공통
저울 (1 mg)
용액 A 1 L (×2):
(1 L의 부피플라스크에 4.28 g의 potassium iodate(KIO3)를 넣고 200 mL의 증류수로 완전히
용해시킨다. 증류수로 눈금까지 묽히고 마개를 하여 보관한다.)
용액 B 1 L (×3):
(1 L의 비커에서 300 mL의 증류수를 끓인 후 4 g의 녹말을 용해시킨다. 용액이 ~900 mL가
되도록 증류수를 가하고 실온이 될 때까지 기다린 후 0.21 g의 sodium bisulfite()를 용해시킨다. 용액을 1 L 부피플라스크로 옮기고 1M 용액을 5 mL 첨가한다. 눈금까지 증류수를 채우고 마개를 한 후 잘 섞어준다.)
폐기물용 1 L 비커
(1) 기구 설명
실험 기구명
모양
용도
사용법
비커
물질 반응이나 혼합시킬 때 주로 사용한다. 가열, 냉각, 중탕 등에 사용하기도 한다.
액체의 양이 눈금을 넘지 않도록 한다.
차갑거나 뜨거운 액체를 다룰 시에는 장갑을 끼고 비커를 사용한다.
폭발성 물질을 옮기는 경우에는 유리 막대를 따라 흐르도록 한다.
가열 시에는 불꽃이 직접적으로 비커에 닿지 않도록 한다.
실험 후 세척제로 세척한 후 완전히 말린 후 재사용 한다.
스포이드 (피펫)
시료를 옮기기 위해서 주로 사용한다.
엄지와 검지로 고무 부분을 가볍게 잡고 나머지 손가락을 이용하여 유리관 부분을 가볍게 잡는다.
노란 고무를 엄지와 검지로 꼭 잡아서 공기를 뺀 상태로 유리 끝을 덜어 내고자 하는 용액 속에 넣어 고무 부분을 서서히 놓으면서 필요한 양만큼 용액을 빨아들인다.
고무 부분을 천천히 눌러 필요한 양의 용액을 떨어트린다.
실험이 끝난 후, 스포이드를 깨끗하게 세척한다.
피펫 사용 전 세척하여 남아 있는 물기를 모두 닦고 증발시킨다.
피펫에 피펫 필러를 끼우고 A를 누른 상태로 구를 눌러 공기를 뺀다.
측정하려는 액체를 소량 빨아 올려 피펫 내벽에 남아있는 물을 씻는 과정을 2~3회 반복한다.
S를 눌러 용액을 표선보다 조금 위까지 빨아올린다. 이후 표선과 눈의 높이를 수평으로 하고 S와 E를 적당히 조절하여 원하는 양을 피펫에 채운다.
피펫의 끝을 벽으로 하여 액체가 벽을 타고 내려가도록 한다.
피펫에 슬라이드 필러를 꼽는다.
액체를 채우기 위해 상단의 톱니바퀴를 아래쪽으로 굴린다.
반대로 용액의 양을 조절하기 위해 액체를 빼기 위해서는 톱니바퀴를 위쪽으로 굴린다.
이후, plunger을 눌러 용액을 내보낸다.
필요한 양에 맞는 피펫을 선택한 다음에 피펫의 ‘Volume adjustment knob’를 돌리면서 원하는 양으로 조정한다.
피펫의 끝에 멸균된 피펫 팁을 꽂는다.
1st stop까지 피펫의 푸시버튼을 천천히 누른 상태로 채취한 시료 용액에 피펫 팁을 담근 후, 원 위치까지 버튼을 천천히 올린다.
용액을 옮길 용기에 1st stop까지 피펫의 푸시버튼을 눌러 용액을 분배한다.
팁에 남아있는 용액을 2nd stop까지 푸시 버튼을 눌러 남아 있는 시료를 빼낸 다음 피펫의 위쪽에 있는 Tip ejection 버튼을 눌러 피펫 팁을 분리한다.
눈금 실린더
(graduated cylinder)
용액의 부피를 측정하기 위해 주로 사용한다.
1. 측정하려고 하는 용액의 양보다 약간 큰 것을 선
정하고 눈금의 크기를 미리 살펴본다.
2. 눈금실린더를 기울어지게 하여 액체가 안쪽 벽면
을 타고 내려가도록 하며 재려고 하는 양보다
적게 따른다.
3. 눈금 실린더를 평평한 장소에 두고 피펫을 활용하여
용량을 정확하게 맞춘다.
4. 눈금을 읽을 때는 2~30㎝ 떨어진 위치에서 액체
의 높이와 동일하게 눈의 높이를 조절하여 눈금
을 읽는다.
초시계
시간을 측정하기 위해 주로 사용한다.
1. start/stop 버튼을 눌러서 초를 측정한다.
2. 측정 중에 split을 눌러서 기록한다.
저울
무게를 측정하기 위해 사용한다.
1. 저울의 전원을 켠 후, 기기의 안정화를 위해
약 30분 간 예열을 한다.
2. 저울 수평이 맞는지 확인하고 영점이 0.000g
이 될 때 까지 기다린다.
3. 측정하고자 하는 시료의 무게를 측정한다.
(2) 시약 설명
명칭
분자식
구조
분자량
(g/mol)
밀도
()
끓는점
(℃)
녹는점
(℃)
특징
(색,
상태,
냄새)
위험성 및 주의사항
potassium iodate
214.00
3.89
N/A
560
무채색,
흰색, 고체, 무취
취급한 다음에 취급 부위를 세밀하게 씻어내야 하며 입을 씻어내어야 함.
먹거나 마시기 혹은 흡입하면 안 됨.
삼켜서 불편함을 느끼는 경우에는 전문 의료 진찰을 받아야 함
sodium bisulfite
104.06
1.48
150
315
고체, 색과 냄새 자료 없음
피부 두드러기 및 눈에 심한 자극 일으킬 가능성이 높음
sodium metabisulfite
190.12
1.48
150
N/A
흰색, 고체, 이산화황 냄새
피부 두드러기 및 눈에 심한 자극 일으킬 가능성이 높음
황산
98.08
1.83
10
337
무색, 액체, 무취
금속 부식 및 피부 심한 화상 그리고 눈 손상시킬 가능성이 존재함.

증류수
(distilled water)
18.02
1
100
0
무색,
액체, 무취
섭취 시 역류성 식도염에 걸릴 수 있음
실험 방법
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1. 깨끗한 100 mL 비커 7 개를 준비하고, 피펫 또는 눈금실린더를 사용하여 아래의 표와 같이
묽힌 용액 A를 준비하여 비닐 랩으로 입구를 단단히 덮어 놓는다.
2. 눈금실린더에 용액 B를 25.0 mL 채운다.
3. 앞에서 준비한 묽은 용액 A가 들은 비커의 하나에 용액 B를 재빨리 첨가하고 유리막대로
골고루 섞어준다.
4. 용액 B를 가하자마자 초시계를 시작하고, 혼합 용액의 색이 푸른색으로 바뀔 때까지 걸리는
시간, 즉 반응시간 Δt를 측정한다. 이때 비커의 밑에 흰색 종이를 깔면 색의 변화를 보다
쉽게 관찰할 수 있다.
5. 나머지 6 개의 다른 비커에 대해서도 같은 방법으로 혼합용액의 색이 변할 때까지 걸리는
시간을 측정한다.
6. 각 반응 용액에 대하여 반응시간을 2 회 이상 측정하여 평균을 구한다.

키워드

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