화학평형 결과 보고서

목차

1. Introduction

2. Experimental

3. Results & discussion

4. References

본문내용

같은 방법으로 초산, ethanol, 염산을 다음에 표기한 양 만큼 넣어서 봉한다.
반응용기를 실온에서 일정시간 방치하는데 대신에 water bath에 넣어 100oc로 6-7시간 방치한다.
이번엔 시료의 적정을 해야 하는데 No. 1 반응용기의 한쪽 끝을 깨고, 속에 든 용액을 삼각플라스 크에 넣어야 하는데 시험관에 했으므로 그냥 삼각플라스크에 넣는다. 용기내에 남아있는 용액을 증 류수로 잘 씻어 삼각플라스크안에 넣고 전체 부피가 약 100ml되게 한다. 잘 흔들어 섞은 뒤 페놀 프탈레인 지시약을 사용하여 1N NaOH표준액으로 적정한다. No. 2에서 No. 까지 같은 방법으로 적정한다.
3. Result & Discussion

Table 1. Raw data
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시험관
ml
NaOH(ml)
1
1ml
59.8ml
2
2ml
45.4ml
3
5ml
34.8ml
4
10ml
26.4ml
5
15ml
21.3ml

고체 : mol × 분자량(g/mol) × 100%/시약순도 × 만들고자 하는 ml/1000ml
액체 : mol × 분자량(g/mol) × 100%/시약순도 × 1/비중(g/mol) × 만들고자 하는 ml/1000ml
예) 1 × 40 × 100/93 × 500/1000 = 21.5059
Table 2. 각 농도(mol)
a
b
c
x
a-x
b-(a-x)
c+(a-x)
K
1
0.08734
0.01713
0.05247
0.0568
0.03054
-0.01341
0.08301
-3.328
2
0.08734
0.03425
0.05247
0.0424
0.04494
-0.01069
0.09741
-9.658
3
0.08734
0.08563
0.05247
0.0318
0.05554
0.03009
0.10801
6.473
4
0.08734
0.17126
0.05247
0.0234
0.06394
0.10732
0.11641
2.964
5
0.08734
0.25689
0.05247
0.0183
0.06904
0.18785
0.12151
2.440
a = 초기반응물중 초산의 농도(mol)
b = 초기반응물 중 에탄올의 농도(mol)
c = 생성물 중 물의 농도(mol)
x = 평형상태에서 남은 초산의 농도(mol)
a-x = 평형상태에서 생성된에틸아세트산의농도(mol)
b-(a-x) = 평형상태에서 남은 에탄올의 농도(mol)
c+(a-x) = 평형상태에서 생성된 물의 농도(mol)
K = 평형상수

이번 실험을 반응용기에 초산과 에탄올의 양을 달리 하여 넣고 반응을 활성화시키기 위해 촉매로서 염산을 첨가하였다. 이 실험에서 반응시간이 너무나도 많이 걸리기 때문에 반응시간을 단축시키기 위해 염산을 촉매로 사용하였다.
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시험관
ml
NaOH(ml)
1
1ml
59.8ml
2
2ml
45.4ml
3
5ml
34.8ml
4
10ml
26.4ml
5
15ml
21.3ml
그리고 몇일 뒤 페놀프탈레인 지시약을 넣고 수산화나트륨용액으로 적정을 한 결과 위와 같이 나오 게 되었다. 이 적정한 값과 각 용액들의 값을 식에 대입한 결과 아래와 같이 나왔다.
a
b
c
x
a-x
b-(a-x)
c+(a-x)
K
1
0.08734
0.01713
0.05247
0.0568
0.03054
-0.01341
0.08301
-3.328
2
0.08734
0.03425
0.05247
0.0424
0.04494
-0.01069
0.09741
-9.658
3
0.08734
0.08563
0.05247
0.0318
0.05554
0.03009
0.10801
6.473
4
0.08734
0.17126
0.05247
0.0234
0.06394
0.10732
0.11641
2.964
5
0.08734
0.25689
0.05247
0.0183
0.06904
0.18785
0.12151
2.440
a = 초기반응물중 초산의 농도(mol) b = 초기반응물 중 에탄올의 농도(mol)
c = 생성물 중 물의 농도(mol) x = 평형상태에서 남은 초산의 농도(mol)
a-x = 평형상태에서 생성된에틸아세트산의농도(mol) b-(a-x) = 평형상태에서 남은 에탄올의 농도(mol)
c+(a-x) = 평형상태에서 생성된 물의 농도(mol) K = 평형상수
위 결과값을 토대로 분석을 해보면 초산과 에탄올이 혼합된 용액, 즉 반응물에서 NaOH로 적정한 결과 평형상태에 이르면서 반응물의 남은 양과 또한 반응에 의해 생성된 에틸아세트산의 농도를 알 수가 있었다. 그 결과 평형상수 값을 구할 수가 있었고 이 평형상수의 값을 통하여 반응의 방향을 알 수가 있었다. 반응을 통해서 볼 때 반응물이 100% 생성물로 전환되지 않고 생성물과 반응물이
일정한 비율로 존재하는 상태의 경우, 외부에서 관찰했을 때 반응이 정지된 것처럼 보이는데 이러한 이유는 반응물이 생성물로 전환되는 속도와 생성물이 반응물로 전환되는 속도가 같기 때문이어서
평형 상태는 정지된 것이 아니고 정반응과 역반응이 계속 진행되는 상태이지만 두 반응의 속도가
같은 상태라는 것을 알 수 있었다. 즉,
Qc>Kc 이면 평형을 이루기 위하여 반응물 생성물, 반응이 왼쪽으로 진행
Qc=Kc 이면 평형상태
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Qc 있었다.
이번 실험을 통하여 평형상수에 따른 반응의 방향을 알 수가 있었다. 또한 반응에 있어서 평형상태 에 이르게 하기 위해서는 여러 가지 인자 즉 압력, 부피, 온도, 촉매 등을 사용할 수 있다는 것도 알 수 가 있었다. 마지막으로 이 실험에 대해서 아쉬운 점이 있다면 피펫이 제대로 된 것이 없어서 실험 당시에 정확하게 측정을 하지 못하여 약간의 오차를 발생하였다는 것이다. 또한 다음부터는 미 리 준비해서 실험에 차질이 없도록 해야 겠다.
4. References
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- cheE 2025 화학공학기초실험 신형식 편저
- 물리화학, Gorden M. Barrow, 자유 아카데미, 1993
- http://210.218.66.12/~jykim/ 화학2-03/5.화학반응-2.화학평형.htm

키워드

화학,   평형,   반응속도,   화공기초,   실험,   생성물