안녕하세요.
제가 학부시절 1학년 2학기 동안 썼었던 보고서를 업로드 하고자합니다.
오늘의 실험 노트 주제는
[ 일반화학실험: 화학 전지 A+ ] 입니다.
본 과목은 A+을 받았으며, 보고서 점수 또한 만점을 받았음을 말씀드립니다.
부디 이 글이 여러분이 보고서를 작성함에 있어서 좋은 참고 자료가 되었길 바랍니다.
감사합니다 ~
추가적으로, 저희 학교에서 사용한 교재는 대한화학회. 『(표준) 일반화학실험』 입니다!
제가 늘 작성하여 올리는 보고서들은 교재와 수업자료를 참고하여 작성한 것임을 알아주세요!
1. 실험 목표
-화학 반응 속도식의 속도 상수와 반응 차수를 실험적으로 결정한다.
2. 실험 원리 및 개념
1) 실험 원리
: 화학반응의 속도에 영향을 미치는 요인은 매우 다양하다. 일반적으로 반응 속도는 온도에 매우 민감하며, 기체의 반응은 압력에 의해서도 크게 변하게 된다. 또한 반응 속도는 반응 물질의 농도에 따라 민감하게 변화하기도하고, 촉매를 넣어주면 반응 속도가 대단히 빨라지기도 한다. 화학반응의 속도에 영향을 미치는 요인들을 정확하게 파악하면 비로소 화학 반응의 메커니즘을 알아낼 수 있게 되는데, 화학반응의 속도로부터 반응 메커니즘을 알아내어 화학 반응의 본질을 연구하는 분야를 화학 반응 속도론(chemical kinetics)이라고 한다. 이때 화학 반응의 속도는 생성 물질이 시간에 따라서 얼마나 만들어지는 가 또는 반응 물질이 시간에 따라서 얼마나 소모되는 가로 표현할 수 있다. 예를 들어서 aA+bB ㅡ> cC+dD 와 같은 반응에서 반응 속도는 다음과 같이 나타낸다.
이러한 반응 속도는 반응 물질이나 생성 물질의 농도가 시간에 따라 어떻게 변하는가를 직접 측정해서 결정한다. 측정을 진행할 때 어떤 실험 방법을 사용할 것인가는 반응 물질과 생성 물질의 특성과 반응 속도가 얼마나 큰가에 따라서 결정되며, 일반적으로 반응 속도는 반응물질의 농도에 의존하기 때문에 u=k * [A]^a * [B]^b 와 같은 속도식(rate equation)으로 표현한다. 이러한 이론적 개념을 뒷받침하여 본 실험에서는 과산화수소가 물과 산소 기체로 분해되는 반응의 속도를 측정한다. 이 분해 반응의 속도는 매우 느리기 때문에 상온에서는 잘 일어나지 않지만 KI를 촉매로 넣어주면 반응의 속도가 상당히 빨라지고, 반응의 속도는 일반적으로
와 같이 표현한다. 우리는 이번 실험을 통하여 과산화수소의 분해 반응으로 생기는 산소 기체의 양을 측정하여 시간에 따른 산소 기체의 발생량을 그래프로 나타내고, 그 기울기로부터 반응 속도를 알아내어 보는 것이 이번 실험의 궁극적인 목표라고 말할 수 있다.
2) 반응 속도(reaction rate)
: 한 과정의 속도(speed 또는 rate)는 특정한 시간 동안 주어진 물질의 양의 변화로 정의된다. 화학 반응에서 변화하는 것은 반응물이나 생성물의 양 또는 농도이다. 그러므로 화학 반응의 반응 속도는 단위 시간 당 반응물 또는 생성물의 농도 변화로 정의 된다. 만일 우리가 역반응을 무시할 수 있는 조건에서 실험을 진행했다면, 반응 속도는 단지 반응물의 농도에만 의존하게 된다.
여기서 A는 반응물 또는 생성물이며, 대괄호는 몰농도를 의미하고, 그 단위는 mol/L이다. 일반적으로 기호 △는 주어진 양(quantity)의 변화(change)를 나타낸다. 변화는 양(positive)의 값(증가) 또는 음의 값(감소)을 가질 수 있으므로, 반응 속도는 위의 정의에 의해 양의 반응 속도 또는 음의 반응 속도가 있을 수 있다. 그러나 편의상 반응 속도는 항상 양의 값으로 정의 된다.
3) 반응 속도 상수(rate constant)
: 예를 들면 nA + mB → C + D 와 같은 화학 반응이 있을 때, 속도법칙은 속도와 반응물질간의 농도의 상관관계에 관한 수학 공식이다. 이 공식을 이용해서 화학 반응 속도 r은 r = k(T)[A]n’[B]m‘ 라는 식으로 구할 수 있다. 이 공식에서 k(T)를 반응속도 상수라고 한다. 반응 속도 상수는 반응물의 농도를 제외한 요소들을 포함하는 것이므로 숫자가 일정하게 주어진 것은 아니다.
4) 반응 차수(reaction order)
: aA+bB→cC+dD의 반응식에서 반응속도식은 v=k[A]m[B]n이 된다. 여기서 m과 n을 반응차수라고 하고, 전체 반응차수는 m+n이 된다. 즉, 해당물질의 농도가 얼마나 반응속도에 기여하는지를 숫자로 나타낸 것으로 실험을 통해 알 수 있다. 또 전체의 차수와 관계없이 특정한 성분 A 또는 B에 붙여 m차 또는 n차라고 하는 경우도 있다. 주로 0차와 1차, 2차만 다루며 차수를 구별하는 방법은 실험결과를 보고 물질의 농도가 반으로 줄어드는 시간인 반감기를 보면 된다. A의 농도로만 따지면 반감기는 0차일 때 v=k[A]0=k 로 농도와 상관없이 일정하고, 1차일 땐 v=k[A]1 로 농도에 비례하고, 2차일 땐 v=k[A]2 로 농도의 제곱에 비례하게 된다.
5) 반응 메커니즘(reaction mechanism)
: 어떤 화학 반응을 진행해 반응물에서 생성물을 만들 때 이 반응은 한번에 생성물로 가는 것이 아니라 여러 개의 작은 반응단계를 거쳐 진행이 된다. 이때 반응이 진행할 때마다 각각 거치는 단계를 반응 메커니즘이라고 한다. 그리고 각각의 반응단계에 따라 중간마다 생성되는 물질을 반응 중간체라고 한다. 따라서 어떤 반응의 메커니즘을 보면 그 생성물의 중간 상태와 어떻게 결합이 생성되고 개열되는지도 알 수 있다.
6) 활성화 에너지(activation energy)
: 활성화 에너지란 어떤 반응이 일어나는 데 필요한 최저 에너지를 말한다. 화합물이 반응하기 위해선 물질의 분자들이, 충분한 에너지준위(전자가 갖는 에너지 값)를 가지고 있어야 한다. 여기서 반응물질이 활성화 에너지를 얻게 된 것을 활성화 상태(activated state)라 하고, 에너지가 유입된 반응물들은 자유에너지를 방출하며 에너지함유량을 스스로 낮춘다. 활성화 에너지는 촉매가 없을 때보다 있을 때 더 작아지게 된다. 그 이유는 촉매나 효소가 반응물질과 먼저 결합함으로써 반응의 활성화 에너지가 작아지기 때문이다. 온도가 낮을 때는 반응속도가 느려지고, 반대로 높아지면 활성화 에너지 값 이상의 분자가 늘어나 반응속도가 두 배 가량 빨라진다.
▶활성화물(activated complex)
: 반응을 일으키는 최소한의 에너지인 활성화에너지이상의 에너지를 받은 반응물질이 생성물이 되는 과정에서 자유에너지가 가장 높은 상태인 전이상태에 있는 중간단계의 물질을 활성화물 또는 활성화 착물이라 한다. 활성화물은 에너지를 가장 많이 포함하고 있는 상태기 때문에 안정된 상태의 물질보다 수명이 짧고 매우 불안정하다. 전이상태 이론에서 활성화물의 개념을 이용하여 반응속도를 구할 수 있다.
7) 분자살(molecular beam)
: 분자 빔(molecular beam), 일반적으로 진공 상태(즉, 진공 상태)에서 동일한 일반 방향으로 이동하는 분자 흐름 또는 광선. 이러한 맥락에서 분자라는 단어는 특별한 경우로서 원자를 포함한다. 가장 일반적으로 빔을 구성하는 분자들은 낮은 밀도, 즉 서로 독립적으로 움직일 수 있을 만큼 충분히 멀리 떨어져 있다. 원자나 분자의 일방향 운동 때문에, 그들의 특성은 전기장과 자기장에서 빔을 편향시키거나 목표물에 빔을 유도하는 것을 포함하는 실험에서 연구될 수 있다. 타겟은 고체, 기체 또는 원자 또는 분자의 제2 빔일 수 있다.
8) 촉매(catalyst)
: 촉매는 화학 반응 속도를 증가시키거나 감소시키는 화학 물질이다. 활성화 에너지의 경우 촉매가 이를 낮춘다. 그러나, 원래의 반응물의 에너지는 변하지 않는다. 촉매는 활성화 에너지만 변경합니다. 촉매에는 양성촉매(Positive Catalysts)와 음성촉매(Negative Catalysts)가 있는데, 반응 속도를 증가시키는데 도움을 주거나 반응을 지지하여 신속하게 수행하는 촉매를 양성 촉매라고 한다. 이러한 촉매는 더 작은 경로를 수용하여 활성화 에너지를 감소시키므로 반응 속도가 증가한다. 그리고 반응 속도를 낮추거나 늦추거나 늦추는 것을 돕는 촉매를 음성 촉매라고 한다.
9) 반응 중간물질(reaction intermediate)
: 화학에서의 반응 중간체란 짧은 시간에 강한 에너지를 내고, 반응적인 분자를 말한다. 화학적 반응에 의해 반응물이 생성물에 이르는 과정에서 생성되는 물질이다. 그래서 중간생성물이라고도 한다. 독립적으로 만들어질 수 없고 그 과정을 관찰하는 것은 불가능하지만 화학적인 반응이 어떻게 일어나는지 설명하는데 큰 도움을 준다.
10) 자유 에너지(free anergy)
: 일에 이용할 수 있는 에너지. 전 에너지 변화는 자유 에너지와 속박 에너지로 나누어진다. 자발적 변화의 방향을 표시하는 열역학 퍼텐셜(열역학 특성함수)의 하나로, 정온·정적의 조건에서 헬름홀츠 에너지로, 정온·정압의 조건에서 깁스 에너지에 상당하다. H. Helmholtz(1882년)의 명명에 의했다. 일반적으로 계(系)의 변화는 자유 에너지가 감소하는 방향으로 진행되며, 열 평형상태는 이것이 극소로 될 때 실현된다. 헬름홀츠의 자유 에너지 F는 내부 에너지 U, 엔트로피 S, 절대온도 T를 사용하여 F＝U－TS로 정의되며, 깁스의 자유 에너지 G는 압력 P, 부피 V를 사용하여 G＝F＋PV로 정의된다. 헬름홀츠 에너지를 자유 에너지라 하는데 대해 깁스 에너지를 자유 엔탈피라고 부른 적도 있었다. 현재는 자유 에너지 대신에 헬름홀츠 에너지 및 깁스 에너지를 사용하는 것이 장려되고 있다.
11) 평형 상수(equilibrium constant)
: 가역적인 반응에서 평형상태에 도달했을 때 반응물질과 생성물질의 농도관계를 나타내는 상수를 평형상수라 한다. 반응물질과 생성물질의 농도 곱은 항상 같은데 식으로 나타내면 aA+bB↔cC+dD라는 반응이 있을 때 평형상수K=[C]c[D]d/[A]a[B]b로 구할 수 있다. 평형상수의 값은 온도에 따라 일정한 값을 가지고 정반응의 평형상수와 역반응의 평형상수는 역수관계다. K값이 크면 정반응이 잘 일어나고 K값이 작으면 역반응이 잘 일어난다.
3. 실험에서 사용된 시약
2) 실험에 사용되는 시약
① 3% H2O2(hydrogen peroxide)
▶피해야할 조건 및 피해야할 물질: 열·스파크·화염·고열로부터 멀리해야하며, 의복·가연성 물질로부터 격리·보관하고, 가연성 물질과 혼합되지 않도록 조심해야한다.
▶주의사항: 화재 또는 폭발을 일으킬 수 있고, 흡입하면 매우 유해하며 호흡기 자극을 주거나 눈에 손상을 일으킬 수 있다.
② 0.15 M KI(potassium iodide)
▶피해야할 조건 및 피해야할 물질: 열, 스파크, 화염 등 점화원을 피해야 하며, 가연성 물질, 환원성 물질을 피해야한다.
▶주의사항: 눈에 심한 자극을 일으키며, 장기간 노출이 될 시 장기에 손상을 일으킬 수 있다.
4. 실험 시 주의 사항
1) H2O2의 분해 반응은 심한 발열 반응이기 때문에 진한 과산화수소 용액을 사용하는 것은 바람직하지 않다.
5. 실험 과정( 실험실 온도: 23℃, 기압: 1atm )
▶실제 실험에서 사용된 실험 기구들: 삼각 플라스크, 눈금실린더, 스포이트, 비커, 가열 판, 분별 깔때기, 뷰렛 스탠드, 뷰렛 클램프, 링 클램프, 고무 호스, 고무 마개 등
화학 반응 속도를 직접 측정함으로써 속도 상수 및 반응 차수를 구하기 위해서는 실험을 총 3회 진행해야한다. 우선 첫 번째로 증류수 15ml를 눈금 실린더를 이용하여 부피를 재고, 0.15M의 KI 용액 10ml를 눈금실린더로 부피를 재어 삼각 플라스크에 모두 담아준다. ※과산화수소 또한 함께 넣어주는 것이 맞지만, 과산화수소의 경우 상온에서도 약간의 분해 반응이 일어나므로, 나중에 넣어주는 것이 올바르다.
물통에 물을 3분의 1 정도 담아주어 가열판 위에 올린 뒤 가열판의 전원을 킨다. 그리고 뷰렛 클램프에 꽂혀있는 뷰렛을 잘 고정 해준 뒤, 링 클램프에 걸려있는 분별 깔때기를 조심스레 꺼내어 들어준다. 뷰렛 안에 들어있는 용액이 눈금을 따라 움직이는 걸 따라서 분별 깔때기 또한 뷰렛 눈금을 따라 움직이는 연습을 시행한다.
아까 전 0.15M의 KI 용액 10ml와 증류수 15ml를 담아주었던 삼각 플라스크를 뷰렛 집게에 고정한 뒤 가열판 위에 올려진 물통에 잠기게 하여, 물중탕을 해준다. 추가로 반응이 잘 일어날 수 있도록 마그네틱 바를 넣어준다. 시간을 재기 위하여 타이머를 켜주고, 아까 넣는 것을 보류했었던 3% 과산화수소 5ml를 삼각 플라스크에 넣어 총 30ml로 만들어주고 재빠르게 고무 마개로 입구를 막는다. ※온도를 일정하게 유지하는 것이 실험의 핵심이므로, 플라스크 윗부분만 잡아주어 플라스크에 열이 전달되지 않도록 하는 것이 중요하다
마그네틱바가 돌아감에 따라서 반응이 진행되고, 그로인해 발생하는 산소 기체로 인해 뷰렛 안의 용액이 눈금을 따라 움직인다. 2ml의 산소가 발생한 뒤에 시간을 측정하는 것이 정확하므로 그 후부터 타이머를 키고, 산소 기체의 부피가 총 14ml가 될 때까지 2ml당 끊어가며 초를 센다. 그리고 압력을 통제하는 것이 중요하므로, 대기압과 같은 조건에서 반응이 이루어지도록 하기 위해 분별깔때기를 계속 뷰렛의 용액을 따라 아래로 내려준다.
실험을 총 3회 해야한다고 했으므로, 앞서 말한 과정을 그대로 2회 더 진행 하되, 두 번째에는 증류수 10ml와 0.15M KI용액 10ml, 3%과산화수소 10ml를, 세 번째에는 3% 과산화수소 5ml와 0.15M KI 20ml, 증류수 5ml로 조건을 바꾸어 실험을 똑같이 진행해준다. 그리고 결과 값을 작성한다.
6. 실험 결과 예상
-고무마개를 이용하여 삼각 플라스크의 입구를 막을 때 제대로 막지 않아서 틈새 사이로 일부 기체가 빠져나가고, 측정된 부피가 실제보다 작을 것이며, 또 우리가 실험에서 일정한 온도와 압력을 맞춰 실험을 하였지만 실제로는 다양한 외부 요인 혹은 변화하는 온도로 인하여 정확한 실험 결과를 얻기엔 어려울 것이다.
-반응 속도의 경우 농도에 의존하는 경향이 있는데, 3개의 플라스크에 넣어준 반응물의 양이 제 각각 다 다르므로, 발생하는 산소기체의 양이 다를 것이고, 이후에 우리가 구해 낸 반응 속도 또한 서로 상이할 것이다.
-속도 상수의 경우 온도에 민감하며, 온도에 따라 변화할 수 있다. 그런데 우리가 실험을 진행 할 때 반응물이 들어있는 삼각플라스크를 손으로 잡음으로써 체온이 전달되고, 분자의 운동 에너지가 커져서 이론값에서는 조금 벗어난 속도상수 혹은 반응 속도를 구해낼 것이다.
-실험 기구에 묻어있는 불순물 혹은 남아있는 증류수들이 과산화수소의 반응에 방해를 일으켜, 실험 결과의 오차를 불러올 것이다.
7. 실험 결과 및 해석
<혼합물 A,B,C 의 시간에 따른 산소 기체 부피 발생 그래프>
<결과 해석>
4. 반응 용액의 전체 부피가 같을 경우에는 사용한 반응 물질의 부피를 반응 물질의 농도 대신 사용할 수 있는 이유를 설명해 보아라.
5. 반응 차수에 따라 속도 상수의 단위가 달라짐을 알아보아라.
6. 반응 A보다 반응 B와 C의 온도가 더 높았다면 결과에 어떤 영향을 미치겠는가?
7. H2O2 분해 반응에 촉매로 작용하는 물질을 어떤 것들이 있는가 알아보자.
8. 결론
: 본 실험은 과산화수소와 KI의 반응을 이용하여 발생된 산소기체의 양을 측정한 뒤에 화학반응 속도를 알아내는 것이다. 이러한 반응 속도를 이용함으로써 우리는 반응 차수 및 속도 상수 또한 구해낼 수 있는데, 이러한 과정에 이르기까지의 실험의 과정들은 다음과 같다. 우선 실험에서는 삼각 플라스크, 눈금 실린더, 스포이트, 비커, 가열 판, 분별 깔때기, 스탠드, 링 클램프, 뷰렛클램프, 고무호서 및 고무마개가 사용되었다. 우리가 실험에서 구하고자하는 반응 차수는 a,b 2개이었으므로 과산화수소의 부피와 KI의 부피를 조절하여 총 3번의 실험을 진행해야했다. 첫 번째로는 증류수 15 ml를 눈금 실린더로 부피를 측정하여 삼각 플라스크에 넣고 0.15M KI 용액도 똑같이 부피를 측정하여 삼각 플라스크에 넣어주어 용액을 제조했다. 원래 과산화수소도 함께 넣어줘야 하지만 과산화수소의 경우 상온에서도 반응하는 성질을 갖고 있기에 실험이 완전히 세팅이 된 후에 넣어주도록 하였다. 물중탕을 진행하기 위하여 유리재질의 그릇 모양인 물통에 수돗물을 1/3 정도 담아주고 가열판 위에 올려서 가열 판의 전원을 켰다. 이때 가열을 진행하진 않았지만 계속 일정한 온도를 유지시키고, 마그네틱 바가 돌아가게 해줘야했기에 전원을 킨 것이다. 앞서 제조한 용액(증류수 + KI)이 담긴 플라스크를 물이 들어있는 물통에 잘 잠기게 넣은 뒤에 잠시 대기하였다. 그 후에 클램프에 꽂혀있는 뷰렛을 잘 조정하고, 분별 깔때기 안에 들어있는 용액이 뷰렛 안에 들어있는 용액이 눈금에 따라 움직이는 것을 따라서 잘 움직이는지 연습을 시행 하였다. 그리고 아까 마저 넣지 않았던 과산화수소를 제조한 용액이 들어간 플라스크에 빨리 넣은 뒤 바로 고무마개로 막았다. 플라스크 내에서 마그네틱 바가 돌아감에 따라 반응이 진행되고 그로 인해 산소기체가 발생하면서 뷰렛 내의 용액이 눈금을 따라 아래로 내려갔다. 이때 이번 실험은일정한 압력하게 진행이 되어야 하므로, 그 전에 연습 했던 대로 분별 깔때기를 뷰렛에 눈금 높이에 맞추어 서서히 내렸다. 산소기체가 발생하는 시간을 측정해야했으므로 타이머를 켜고 2ml 의 기체가 발생할 때마다 초를 세어서 기록하였다. 이때 처음에 발생한 2ml 의 기체 생성 시간은 측정하지 않았다. 이렇게 첫 번째 혼합물에서 발생하는 산소기체의 시간을 측정 한 뒤에 2번더 실험을 진행해야했는데 두 번째에는 0.15M의 KI용액을 10ml, 3% 과산화수소 10ml, 증류수 10ml로 맞추어 용액을 제조한 뒤 앞서 진행한 실험 방법을 그대로 따라했으며, 3번째의 경우에는 0.15M KI 용액 20ml, 3%과산화수소 5ml, 증류수 5ml로 맞추어 똑같이 실험을 반복하였다. 엑셀을 이용하여 시간에 따른 산소 기체 발생 부피의 함수를 만들어 기울기를 통해 반응 속도 값을 얻어내었다. 혼합물 A의 초기반응 속도는 0.1056ml/s이며, 혼합물 B는 0.2486ml/s, 혼합물 C는 0.2032ml/s이다. 속도 법칙과 로그를 이용하여 식을 세우고 연립하여 반응 차수 a,b를 구해냈는데 a=1.235이며 b는 0.9442가 나왔다. 세 개의 혼합물들 중 하나를 골라서 반응물의 농도와 초기반응 속도값을 속도 식에 대입하여 k를 구하자 혼합물 A는 1.645 X 10^-3 ml^-1.1792 X s^-1 이 나왔고, 혼합물 B는 1.646 X 10^-3 ml^-1.1792 X s^-1 가 나왔으며, 혼합물 C는 1.645 X 10^-3 ml^-1.1792 X s^-1 이 나왔다. 그리고 이들의 평균은 1.645 X 10^-3 ml^-1.1792 X s^-1 이다. 모든 정보를 통합하여 얻어낸 반응 속도식은 아래와 같다.
평균 속도 상수와 혼합물 A,B,C에서부터 구한 각각의 속도상수 값의 오차율은 혼합물 A,C의 경우 0%이고, 혼합물 B는 0.06079%이다. 반응차수 a,b를 합하였을 때 2.179정도로 나오는 것으로 보아 이 반응을 이차반응에 가깝다는 것을 알 수 있었으며 엑셀을 이용하여 그래프를 만들었을 때 일직선으로 곧게 뻗어나가는 것과 R^2값이 1에 매우 가까운 것으로 보아 일정한 속도에 맞춰 실험을 잘 진행했다고 볼 수 있다.
9. 토의
: 우리는 실험에서 산소기체 14ml가 생성되는 동안 발생하는 시간을 2ml단위로 끊어 측정 한 뒤 엑셀 함수를 만들어 기울기를 얻어내었는데, 이때의 기울기는 평균속도였으며, 평균속도를 이용하여 반응 차수 및 속도상수를 구해내었다. 그러나 나는 이런 부분에 있어서 실험의 결과가 정확하지 않을 것이라는 생각이 든다. 그 이유는 다음과 같다. 우선 우리는 초기속도법을 이용하였는데, 초기속도법의 경우 우리가 과산화수소를 0.15M KI용액과 증류수를 넣어준 용액에 넣었을 때의 그 초기 속도를 사용하는 것이 이론상 올바르다. 그렇지만 실험 상 초기속도를 구해내는 것은 어려우므로 평균 속도값을 이용했다. 쉽게 예를 들어 적정으로 이 문제를 비유를 해보자면, 적정에 필요한 용액은 이론적으로 100ml이지만, 실험에서는 99ml든 101ml든 비슷한 실험값이 나올 것이다. 이렇게 정석대로 실험을 진행하면 그나마 이론값에 가깝거나 유사하여 오차율이 낮을 텐데, 우리는 그러지 않고 ‘평균속도’를 이용했으므로 정확한 이론에 가까운 값을 얻어내기에는 조금 무리가 있을 것이다. 이런걸 보완하기 위해서는 실험에 사용되는 수학적 기법이나 또는 통계적 기법을 적용시킴으로써 부정확함을 보완해야한다고 생각한다. 그리고 우리가 화학반응속도 실험을 진행할 때 과산화수소와 KI를 반응시키면서 온도를 일정하게 유지해주어야 했다. 그러나 아무래도 과산화수소의 경우 발열 반응을 일으키므로, 플라스크 내에서 어느 정도 온도 변화가 나타나 온도를 완전히 일정하게 유지하는 것은 불가능할 것이라는 생각이 든다. 그리고 또 숙련되지 못한 실험 방법이 완전히 정확한 속도상수와 반응 차수를 이끌어내지 못했을 거라 생각이 드는데, 우선 우리가 일정한 압력을 유지해줘야 했기에 뷰렛 내의 용액이 눈금을 따라 아래로 내려갈 때 분별깔때기 또한 아래로 같이 내려가 주면서 압력을 맞춰야했다. 하지만 장시간 실험기구를 들고 있었던 탓에 손이 떨려서 대기압이 좀 더 커지거나 낮아지는 현상이 반복되어서 일정한 압력을 지속적으로 유지해주는 건 조금은 불가능했으리라 추측이 든다. 그리고 교수님께서 삼각 플라스크에 열이 전달되면 안 된다고, 입구 부분을 잡아야한다고 당부해 주셨었는데, 고무마개로 플라스크 입구를 막는 과정에서 공기가 새어 나갈까봐 플라스크를 손으로 꽉 잡고 있었던 점이 실험에 영향을 미쳤으리라 생각이 든다. 또 총 3번의 실험을 진행하면서 삼각플라스크 내 부피가 동일해야했는데, 부피를 맞춰주는 과정에서 증류수를 넣을 때 눈금 실린더의 증류수가 벽면에서 다 흘러나오지 않았었다. 물론 적은 양이지만, 작은 물방울 하나라도 실험에 오차를 줄 수가 있다는 점을 예전에 화학실험을 통해서 배웠었기에, 다음부터는 삼각플라스크가 아닌 눈금이 있는 플라스크에 용액을 넣어 30ml를 맞춰주는 것이 더 효과적인 실험 방법이 될 것이라 생각이 든다.
10. 참고 문헌
>화학물질정보, “CAS No :7722-84-1” https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do ,(2022.09.11.)
>byjus, “What is Potassium Iodide (KI)?”, https://byjus.com/chemistry/potassium-iodide/ (2022.09.11.)
>화학물질정보, “CAS 번호 : 7681-11-0”,https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do ,(2022.09.11.)
>사이언스올, “삼각 플라스크”, https://www.scienceall.com/%EC%82%BC%EA%B0%81-%ED%94%8C%EB%9D%BC%EC%8A%A4%ED%81%AC-erlenmeyer-flask-%E4%B8%89%E8%A7%92%E2%94%80/ (2022.09.12.)
>사이언스올, “뷰렛”, https://www.scienceall.com/%EB%B7%B0%EB%A0%9Bburette/ (2022.09.12.)
>사이언스올, “부피 피펫”, https://www.scienceall.com/%eb%b6%80%ed%94%bc-%ed%94%bc%ed%8e%abvolumetry-pipetpipette/?term_slug= (2022.09.12.)
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>울포랩, “스톱워치”, https://www.allforlab.com/pdt/PDNN22030800613?keywords= (2022.09.23.)
자 여기까지가 제가 작성한 ' 화학 반응 속도 ' 실험 보고서입니다!
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