속도상수와 평형상수의 개념과 의미

소개글

속도상수와 평형상수의 개념과 의미에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 본론
1. 속도상수의 개념과 의미
① 반응 속도의 정의
② 속도 법칙과 속도 상수
③ 반응 차수
④ 반응에 대한 차수와 속도상수의 결정
2. 평형상수의 개념과 의미
3. 반응 메카니즘
4. 평형으로 접근 하는 방법
5. 평형상수와 속도상수 반응의 예

Ⅲ. 결론

Ⅳ. 자기소개 및 느낌

Ⅴ. 감사의 글

☞참고 문헌

본문내용

Ⅰ. 서론
속도상수와 평형상수의 각각의 개념과 의미를 알아보고 평형상수와 속도상수가 어떠한 반응에서 나타나는지 예를 들어 알아보겠습니다.
Ⅱ. 본론
1. 속도상수의 개념과 의미
① 반응 속도의 정의
다음과 같은 꼴의 반응을 생각해 보자.
A+B → C
임의의 순간에서의 반응 성분들의 농도를 각각[A],[B], 및 [C]라고 하자. 반응 속도를 나타내는 데는 생성물(C)의 생성 속도를 이용할 수도 있고 어느 한 반응물(A나B)의 소모속도를 이용할 수도 있다. 반응물A의 소모 속도는 다음과 같다.
vA =
또 생성물 C의 생성 속도는 다음과 같다.
vC =
이 두 값은 모두 양이다. 이 경우의 화학량론에 따르면 A 한 분자와 B한 분자가 사라질때마다 C 한 분자가 생기므로 A나 B의 소모 속도는 C의 생성 속도와 같다. 그러나 다음과 같이 복잡한 화학량적 관계를 갖는 반응의 경우에는 여러 생성 속도와 소모 속도 사이의 관계가 훨씬 복잡하다.
A + 2B → 3C + D
한 예로써 다음과 같은 관계가 성립한다.
C의 생성 속도 = A의 소모 속도 ×3
이것을 조금 더 구체적으로 그리고 완전히 나타내면 다음과 같다.
반응 속도 v를 다음과 같이 정의하면 이러한 애매한 점을 피할 수 있다.
여기서 vf는 화학종 J의 화학량적 계수이다. (반응물에 대해서는 vf가 음이고, 생성물에 대해서는 양이다.) 이와 같이 하면 어떤 반응성분을 택하든 반응 속도가 통일값을 가지게 된다.
② 속도 법칙과 속도 상수
반응의 속도를 측정하여 보면 흔히 이 속도가 반응물의 농도를 몇 제곱한 양에 비례한다. 예컨대 반응 속도는 두 반응물 A와 B의 농도에 비례하 수 있다. 즉,
v=k[A][B]
여기서는 각각의 농도가 1제곱으로 되어 있다. 비례 상수 k는 속도 상수라고 부르는데, 이것은 농도에는 무관하지만 온도에 의존한다. 그리고 실험적으로 결정되는 이러한 종류의 식을 반응의 속도 법칙이라고 부른다. 일반적으로 속도 법칙은 반응 속도 v를 모든 화학종(생성물을 포함한)들의 농도의 함수로 나타낸 식이다.
일단 속도 법칙과 속도 상수의 값을 알게 되면 반응의 혼합물의 조성으로부터 반응 속도를 예측할 수 있다. 뿐만 아니라 후에 설명하겠지만 속도 법칙을 이용하면 반응이 일정 시간 동안 일어난 후의 반응 혼합물의 조성을 예상할 수 있다. 이론적으로는 이 속도 법칙이 반응 메카니즘을 알아내는 길잡이로 쓰이는데, 우리가 받아 들일 수 있는 메카니즘은 관측된 속도 법칙을 만족시키는 것이라야 한다.
③ 반응 차수
반응 차수란 속도 법칙에서 반응 성분의 농도를 제곱해 주는 멱수이다. 예컨대 2식과 같은 속도 법칙을 만족시키는 반응은 A에 관해서 1차이고 B에 관해서도 1차이다. 모든 성분들의 반응 차수를 합한 것을 그 반응의 전체 차수라고 한다. 따라서 2식의 속도 법칙은 전체적으로 2차이다.
반응의 차수는 정수가 안되는 경우도 있으며 많은 기체상 반응이 이런 경우에 해당된다. 예로서 다음과 같은 속도 법칙 따르는 반응이 있다고 하자.
이 반응은 A에 관해서 1/2차, B에 관해서 1차, 그리고 전체적으로 3/2차가 된다. 속도 법칙이 [A]x[B]y[C]z과 같은 꼴로 주어지지 않는 반응은 반응 차수를 갖지 않는다. 예로서 기체상 반응 H2 + Br2 → 2HBr에 대한 실험적으로 구한 속도 법칙은 다음과 같다.
그리하여 이것은 H2에 관해서는 1차적이지만 Br2와 HBr에 관해서는 무한대의 차수가 되고 전체적인 차수도 따라서 무한대가 된다([Br2]≫k\'[HBr]와 같이 되는 특별한 경우는 예외이다.).
반응 속도 법칙은 실험을 통해서 얻어지는 것이지 화학 방정식만 가지고 유도되는 것은 아니다. 예로서 수소와 브롬과의 반응은 화학량적으로는 대단히 단순하지만 그 속도 법칙은 대단히 복잡하다. 또 산화질소(V)의 분해 반응을 생각하여 보자.
2N2O2(g) → 4NO2(g) + O2(g) v=k[N2O5]
이 경우에는 반응이 1차이다. 경우에 따라서는 속도 법칙이 화학량론을 그대로 나타낼 때도 있다. 어떤 조건 하에서 산화질소(Ⅱ)가 산화되는 반응이 이러한 예인데, 이 반응의 속도 법칙은 3차이다.
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) v=k[NO]2[O2]
어떤 반응은 영차 속도 법칙에 따르며 그리하여 그 반응 속도가 반응물의 농도에 무관하다. (어느 전도만 존재하면) 예로서 고압 하에서 포스핀이 뜨거운 텅스텐 촉매 표면에서 분해될

키워드

속도상수,   평형상수,   속도 상수와 평형상수