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화학 | 화학반응 속도에 대한 개념 이해와 시계반응을 통한 화학 반응 속도 측정 실험

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작성자 캠프 담당자 작성일17-11-01 13:28 조회733회 댓글0건

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세종과학실험 토론캠프

화학반응 속도에 대한 개념 이해와 시계반응을 통한 화학 반응 속도 측정 실험


  

1. 실험목표

1) 화학반응이 일어나는 것을 실시간으로 관측하며 반응물질의 농도와 반응속도에 대한 개념을 이해한다.

2) 시계 반응을 눈으로 직접 관찰하며 화학 반응 속도를 측정하여 본다.

 

 ​2. 실험재료

브롬산나트륨(17g), 증류수, malonic acid, NaBr(3.0g), Ce(NH4)2(NO3)6 (5.3g), 진한 황산, 0.5% ferroin 용액(not choloride salt)

 

3. 실험기구

500mL, 1000mL 비커, 교반기, 마그네틱 바, 25mL 피펫, 저울, 유리막대, 메스실린더 100mL, 약수저, 약포지

    

4. 실험과정     

 

. 용액 준비하기

용액 A

500mL의 비커에 17NaBrO3를 넣고 증류수 500mL에 녹인다. 이 용액은 0.23M NaBrO3 수용액이다.

 

용액 B

두 번째 500mL 비커를 사용하여 16gmalonic acid3.0gNaBr을 증류수 500mL에 녹인다. 이 용액은 0.019 M malonic acid 그리고 0.059M KBr 수용액이다.

 

용액 C

세 번째 500mL의 비커에 2.7M 황산 500mL를 넣고 5.3gCe(NH4)2(NO3)6을 녹인다. 이 용액은 0.019M Ce(NH4)2(NO3)6이고 2.7M 황산이다.

자석 교반기 위에 2L 비커를 올려놓고 비커에 마그네틱 바를 넣는다.

 

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사진1. 용액 C

 

. 시계반응 실험


1) 용액 AB를 비커에 붓고 교반기 위에 올려놓는다. 그 후 마그네틱 바의 속도를 적절히 조정해 준다.

이 때, 용액은 호박색이 되고 1분 후에 색이 사라진다.

 

 

2) 용액의 색이 투명해지고 나면, 용액 Cferroin 용액 10mL를 가한다.

이 때, 용액은 녹색으로 변하게 되며, 1분간에 걸쳐 용액의 색은 녹색 푸른색 보라색 붉은색으로 변하게 된다.

이러한 과정을 거쳐 색은 다시 처음의 녹색으로 변하게 되면 약 20번 이상 이 주기가 반복 된다.

 

 

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사진2. 시계반응 결과, 첫 번째로 나온 녹색을 띄는 순간의 모습

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사진3.
 시계반응 결과, 두 번째로 나온 푸른색을 띄는 순간의 모습 

 

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사진4. 시계반응 결과, 세 번째로 나온 보라색을 띄는 순간의 모습 

 

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사진5. 시계반응 결과, 마지막으로 나온 붉은색을 띄는 순간의 모습 

 

주의사항

황산은 강산이고 매우 강력한 탈수제이므로 화상을 일으킬 수 있다. 브롬산염은 강력한 산화제로 유기물, 금속, 탄소 또는 다른 가연성물질과 접촉하면 불이 나기 쉬우며 폭발 위험이 있다.

 

용액 속에 소량의 염화이온이 있으면 시계반응의 진동을 방해하여 반응이 일어나지 못하므로 사용하는 용기를 깨끗하게 세척한 후 실험한다.

 

위의 과정을 약 1시간 가량 반복해서 바뀌는 것을 관찰할 수 있음.

 

 

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