Transcript 평균반응속도
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