목차
1. 목 적
2. 이 론
3. 실험
4. 결과
2. 이 론
3. 실험
4. 결과
본문내용
NaOH -0.05N(500 ml 기준)
▶ CH3COOC2H5 -0.02N(500 ml 기준)
4.2. 결과 데이터
처음에 이 반응이 가역반응이고, 2차 반응이라고 가정하였기 때문에 실험을 통해 Ca값을 구하여 시간(sec)과 1/Ca0-1/Ca값을 plot하였다.
선형회귀로 직선을 plot하고 2차반응식인 에 의해
기울기가 -K값이 된다.
시간
(s)
역적정에 사용된
0.05N-NaOH(㎖)
반응액중 미반응
0.02N-NaOH
Ca
1/Ca0-1/Ca
15
30.4
-13.5
-0.01082
142.33
30
30.6
-14
-0.01122
139.03
45
30.5
-13.75
-0.01102
140.65
60
30.6
-14
-0.01122
139.03
90
30.8
-14.5
-0.01162
135.97
120
30.7
-14.25
-0.01142
137.47
150
30.85
-14.625
-0.01172
135.23
Ca를 구하시는 식은 이다.
표 1. 의 데이터를 Time VS 1/Ca0-1/Ca로 plot 하면 아래의 그림으로 나타난다.
식에 의해서 K1값은 0.0449이다.
5. 고찰
이번 실험은 NaOH와 초산 에틸을 반응하도록 하여 이 가수 분해 반응이 2차반응인지를 알아보고, 반응속도 상수 k값을 구하는 실험이었다.
인 2차반응식에서 K1값, 즉 기울기가 직선으로 나타나면 이 반응은 2차 반응인 것을 알 수 있다.
우선 실험데이터를 보면 시간과 1/Ca0-1/Ca를 plot하였을 때 값이 거의 직선으로 나타났다. 따라서 이 반응은 2차임을 알 수 있었다.
하지만 표 1의 데이터 값에서 볼 수 있듯이 미반응한 0.02N NaOH의 값이 음수로 나왔다. 이것은 0.02N NaOH와 반응한 0.05N HCl의 mol수가 음으로 나타난 것을 의미한다. 반응에서 0.05N NaOH와 0.05N HCl이 1대1의 몰수로 반응하므로 표준용액인 0.05N NaOH의 양이 더 많이 들어간 것을 알 수 있었다. 데이터 값이 잘 못 나온 것이다. 아마 적정시 지시약으로 측정할 때에 정확하게 색을 구별하지 못하여서 더 많은 양의 표준용액 0.05N NaOH가 들어간 것으로 보인다.
하지만 그 부분을 감안하더라도 오차가 너무 많이 났다. 다른 오차의 원인을 알 수가 없었다. 그래서 이 실험을 한 다른 조의 의견을 물었다. 한 조에서 NaOH가 다른 물질과 반응을 한 것이 아닌지 추측하여 보았다. 표준용액인 0.05N NaOH와 0.02N CH3COOC2H5가 시간에 따라 반응을 일으겼다는 것이다. 따라서 HCl 외에 초산에틸과 더 반응하였기 때문에 더 많은 양의 NaOH가 적정에 사용되었고 그래서 데이터 값이 음수로 나오게 되었다는 것이다.
표준용액을 제조할 때에 별 큰 오차가 없었기 때문에 데이터 상의 오차는 이러한 원인으로 인한 것이 아닌가 생각해 본다.
그리고 우리 조가 실험할 때 NaOH와 CH3COOC2H5를 반응시킬 때 항온조에서 하지 않고 그냥 실험실에서 했다. 항온조의 온도보다 실험실의 온도가 낮았기 때문에 그로 인하여 반응속도가 늦어졌음을 다른 조의 데이터의 K 값과 우리 조의 K 값을 비교했을 때 우리 조의 K값이 작음을 통해서 알 수 있었다. 온도가 반응속도에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
6. 참고문헌
물리화학실험, 이문득 저, 자유아카데미
Chemical Reaction Engineering 2nd ed, O. Levenspiel, John Wiley and Sons
이화학사전, 김병희 외 다수, 성문각
http://www.encyber.com, 두산세계대백과
일반화학1, 일반화학교재연구회, 자유아카데미
화학공학실험 메뉴얼
▶ CH3COOC2H5 -0.02N(500 ml 기준)
4.2. 결과 데이터
처음에 이 반응이 가역반응이고, 2차 반응이라고 가정하였기 때문에 실험을 통해 Ca값을 구하여 시간(sec)과 1/Ca0-1/Ca값을 plot하였다.
선형회귀로 직선을 plot하고 2차반응식인 에 의해
기울기가 -K값이 된다.
시간
(s)
역적정에 사용된
0.05N-NaOH(㎖)
반응액중 미반응
0.02N-NaOH
Ca
1/Ca0-1/Ca
15
30.4
-13.5
-0.01082
142.33
30
30.6
-14
-0.01122
139.03
45
30.5
-13.75
-0.01102
140.65
60
30.6
-14
-0.01122
139.03
90
30.8
-14.5
-0.01162
135.97
120
30.7
-14.25
-0.01142
137.47
150
30.85
-14.625
-0.01172
135.23
Ca를 구하시는 식은 이다.
표 1. 의 데이터를 Time VS 1/Ca0-1/Ca로 plot 하면 아래의 그림으로 나타난다.
식에 의해서 K1값은 0.0449이다.
5. 고찰
이번 실험은 NaOH와 초산 에틸을 반응하도록 하여 이 가수 분해 반응이 2차반응인지를 알아보고, 반응속도 상수 k값을 구하는 실험이었다.
인 2차반응식에서 K1값, 즉 기울기가 직선으로 나타나면 이 반응은 2차 반응인 것을 알 수 있다.
우선 실험데이터를 보면 시간과 1/Ca0-1/Ca를 plot하였을 때 값이 거의 직선으로 나타났다. 따라서 이 반응은 2차임을 알 수 있었다.
하지만 표 1의 데이터 값에서 볼 수 있듯이 미반응한 0.02N NaOH의 값이 음수로 나왔다. 이것은 0.02N NaOH와 반응한 0.05N HCl의 mol수가 음으로 나타난 것을 의미한다. 반응에서 0.05N NaOH와 0.05N HCl이 1대1의 몰수로 반응하므로 표준용액인 0.05N NaOH의 양이 더 많이 들어간 것을 알 수 있었다. 데이터 값이 잘 못 나온 것이다. 아마 적정시 지시약으로 측정할 때에 정확하게 색을 구별하지 못하여서 더 많은 양의 표준용액 0.05N NaOH가 들어간 것으로 보인다.
하지만 그 부분을 감안하더라도 오차가 너무 많이 났다. 다른 오차의 원인을 알 수가 없었다. 그래서 이 실험을 한 다른 조의 의견을 물었다. 한 조에서 NaOH가 다른 물질과 반응을 한 것이 아닌지 추측하여 보았다. 표준용액인 0.05N NaOH와 0.02N CH3COOC2H5가 시간에 따라 반응을 일으겼다는 것이다. 따라서 HCl 외에 초산에틸과 더 반응하였기 때문에 더 많은 양의 NaOH가 적정에 사용되었고 그래서 데이터 값이 음수로 나오게 되었다는 것이다.
표준용액을 제조할 때에 별 큰 오차가 없었기 때문에 데이터 상의 오차는 이러한 원인으로 인한 것이 아닌가 생각해 본다.
그리고 우리 조가 실험할 때 NaOH와 CH3COOC2H5를 반응시킬 때 항온조에서 하지 않고 그냥 실험실에서 했다. 항온조의 온도보다 실험실의 온도가 낮았기 때문에 그로 인하여 반응속도가 늦어졌음을 다른 조의 데이터의 K 값과 우리 조의 K 값을 비교했을 때 우리 조의 K값이 작음을 통해서 알 수 있었다. 온도가 반응속도에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
6. 참고문헌
물리화학실험, 이문득 저, 자유아카데미
Chemical Reaction Engineering 2nd ed, O. Levenspiel, John Wiley and Sons
이화학사전, 김병희 외 다수, 성문각
http://www.encyber.com, 두산세계대백과
일반화학1, 일반화학교재연구회, 자유아카데미
화학공학실험 메뉴얼
소개글