아스피린(Aspirin)제조를 통한 반응속도상수 구하기 결과레포트

소개글

아스피린(Aspirin)제조를 통한 반응속도상수 구하기 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험 이론 및 원리

(1) 아스피린
① 아스피린이란?
② 아스피린의 유래
③ 아스피린의 작용

(2) 아스피린의 구조

(3) 아스피린 합성
① 일반적인 에스테르화 반응
② 아스피린 합성 반응
③ 아스피린의 정제

(4) 반응속도
① 반응 속도 의미
② 반응 속도식

(5) 수득률

4. 실험방법

5. 실험시 주의사항

6. 실험결과
(1) 이론적 수득량
(2) 수득률 계산
(3)반응속도

7.후처리방법

본문내용

생기는 것이므로 살리실산2.5g 과 아세트산 무수물 5㎖를 몰수로 바꿔야한다. 몰수로 바꾸기 위해서는 g분자량(=몰 질량)과 밀도를 알아야 한다.
② 몰질량 및 밀도
　
몰질량
　
살리실산
138.12g/mol
무수아세트산
102.09g/mol
아스피린
180.15g/mol
밀 도
무수아세트산
1.08g/ml
③ 사용된 몰수
살리실산 :
무수아세트산 :
④ 이론적 수득량
무수아세트산무수물과 살리실산은 1:1로 반응하여 아세트산을 생성하기 때문에 살리실산 0.0181몰과 무수아세트산무수물 0.053몰이 반응하면, 살리실산이 더 적은 양이므로 아스피린은 0.0181몰(한계반응물)이 석출되어야 하고, 이때의 아스피린의 무게, 즉, 아스피린 0.0181몰의 무게 3.261g 이 이론적 수득량이 된다.
(2) 수득률 계산
이므로
ⅰ) 교반 온도에 따른 수득률 비교 (교반 속도: 400rpm)
시간(분)
85℃ (g)
수득률(%)
95℃
수득률(%)
20
2.8687
88.00
2.669
81.87
25
2.777
85.18
2.55
78.22
30
2.817
86.41
2.73
83.74
35
2.773
85.06
2.698
82.76
40
2.622
80.43
2.687
82.42
45
2.653
81.38
2.598
79.69
⇒ 이론적으로는 시간과 교반 온도가 증가함에 따라 수득량이 증가해야하나 실험적 착오로 인해 결과가 다르게 나오게 되었다.
시간(분)
rpm400 (g)
수득률(%)
rpm600(g)
수득률(%)
20
2.8687
87.996933
2.533
77.69939
25
2.777
85.184049
2.334
71.59509
30
2.817
86.411043
2.543
78.00613
35
2.773
85.06135
2.63
80.67485
40
2.622
80.429448
2.738
83.98773
45
2.653
81.380368
2
61.34969
ⅱ) 교반 속도에 따른 수득률 비교 (교반 온도: 85℃)
⇒ 이론적으로는 시간과 교반 속도가 증가함에 따라 수득량이 증가해야 하지만 실험적 착오로 인해 결과가 다르게 나왔다.
(3)반응속도
살리실산 + 무수아세트산 아스피린 + 아세트산
1 : 1 : 1: 1
살리실산 1mol 과 무수아세트산 1mol 이 반응하여 1mol의 아스피린이 생성되므로
2차반응이라 볼 수 있다. 2차반응에서의 반응속도식은 다음과 같다.
: 반응속도상수 (L/min-mol)
: 아스피린 농도 (㏖/L)
: 살리실산 농도 (mol/L)
<교반온도에 대해>
반응에 사용된 용액의 부피 : 5mL

Cc (mol/L)
시간(min)
85℃
95℃
20
3.18479
2.96309
25
3.08299
2.83097
30
3.12739
3.03081
35
3.07855
2.99528
40
2.92091
2.98307
45
2.94532
2.88426
1/(CA0-Cc)
시간(min)
85℃
95℃
20
2.29774
1.52228
25
1.862163
1.267379
30
2.030003
1.697245
35
1.846893
1.600717
40
1.430431
1.570031
45
1.482184
1.359176
반응속도상수(k)
1/(CA0-Cc)와 t의 관계를 그래프로 도시해보면 다음과 같으며 반응속도 식을 통해 기울기 값이 반응속도상수(k)라는 것을 알 수 있다.
추세선 수식 : 1/(CA0-Cc) = -0.031t + 2.895
R² = 0.815
반응속도상수(k) : -0.031 L/min-mol
추세선 수식 : 1/(CA0-Cc) = -0.00002t -1.503
R² =0.00002
반응속도상수(K) : -0.00002 L/min-mol
온도가 높을수록 반응속도 상수가 크다.
반응속도 -r
85℃ :
-0.40624
mol/L-min
95℃ :
-2.62*10^-4
mol/L-min
온도가 높을수록 반응이 빠르게 진행된다.
<교반속도에 대해>
반응에 사용된 용액의 부피 : 5mL

Cc (mol/L)
시간(min)
rpm400
rpm600
20
3.184790452
3.18479
25
3.0829864
3.082986
30
3.127393838
3.127394
35
3.078545656
3.078546
40
2.910907577
2.910908
45
2.945323342
2.945323
1/(CA0-Cc)
시간(min)
rpm400
rpm600
20
2.297744
2.297744
25
1.86215
1.86215
30
2.030019
2.030019
35
1.846878
1.846878
40
1.410253
1.410253
45
1.482191
1.482191
반응속도상수(k)
1/(CA0-Cc)와 t의 관계를 그래프로 도시해보면 다음과 같으며 반응속도 식을 통해 기울기 값이 반응속도상수(k)라는 것을 알 수 있다.
추세선 수식 : 1/(CA0-Cc) = -0.032t + 2.864
R² = 0.809
반응속도상수(k) : -0.032 L/min-mol
추세선 수식 : 1/(CA0-Cc) = -0.001t -1.257
R² =0.000
반응속도상수(K) : -0.001 L/min-mol
교반속도가 클수록 반응속도 상수가 크다.
반응속도 -r
rpm400 :
-0.41934
mol/L-min
rpm600 :
-0.01304
mol/L-min
교반속도가 클수록 반응이 빠르게 진행된다.
이론적으로는 시간에 따라 수득량이 증가하므로 양의 기울기를 갖게 되어 반응속도상수 또한 양의 값을 갖게 된다. 그러나 주어진 실험값에 따르면 시간에 따라 수득량이 감소하는 양상을 보이고 있고 이에 따라 반응속도상수와 반응속도는 음의 값이 얻어진다. 속도가 음의 값을 가질 수는 없지만 이 실험에선 변수에 대한 상대적 비교값 정도로만 생각하기로 한다.
7.후처리방법
① 아세트산 무수물은 눈과 코를 자극하며 피부에 화상을 일으키므로 사용한 용기는 다량의 물로 세척해 주어야 한다.
② 아세트 무수물을 사용한 후 후드와 실험실의 모든 창문을 열어 후드에 남아있는 아세트 무수물의 냄새를 빼주어야 한다.

키워드

아스피린,   Aspirin,   반응속도상수,   반응속도상수K,   수득률,   살리실산,   아세트산 무수물,   아스피린 제조