반응속도에 미치는 온도의 영향

[홍광기]

반응 속도에 미치는 온도의 영향



온도가 증가하면 기체 분자의 평균 운동 속도와 운동 에너지가 증가한다. 따라서 온도가 증가하면 반응 분자 사이의 충돌빈도 수가 증가하므로 온도가 반응 속도에 영향을 줄 것이다. 그러나 실온 근처의 많은 반응에서 온도가 약간만 증가해도 반응 속도가 크게 증가하는 사실은 충돌 이론으로는 설명이 다소 어렵다. 이 실험으로 반응 속도가 온도에 따라서 다르다는 것을 간단히 시각적으로 확인하여 본다.

주의
보안경과 실험복을 착용한다. 폐액은 중화해서 하수구에 버린다.

준비물
기구 : 시험관(15×150 mm) 2 개, 알콜 램프, 점적병
재료 :, 1 M,

과정
1. 증류수가 반쯤 채워진 두 개의 시험관에 각각 1 g의을 넣는다.
2. 각 시험관에 1 M을 10방울씩 넣는다.
3. 각 시험관에 아주 묽은 용액 1 방울을 가한다. 한 시험관은 용액을 가하기 전에 약 40 ℃로 가열한다. 실온과 40 ℃ 사이의 반응 속도를 비교하여 본다.

반응
옥살산이 과망간산 칼륨과 반응하면, 이산화탄소를 생성하고 적자색의 이온은 무색의
이온으로 된다.


물음
흰인은 공기 중에 노출되면 산소와 아주 빨리 반응한다. 이 반응에서의 활성화 에너지의 크기에
대해서 생각해 보자.

풀이
아주 빠른 반응은 비교적 낮은 활성화 에너지를 갖는다.

도움말
1. 용액 만들기
⑴ 1 M : 증류수에 5.56 mL의 진한을 서서히 가하여 100 mL 수용액을 만든다.
⑵ 묽은 : 약 1 g을 물 100 mL에 녹인다.
2. 일반적으로 온도가 상승하면 반응 속도는 빨라진다. 온도가 10 ℃ 상승할 때마다 반응 속도는 2∼3 배가 빨라지는데 그 원인은 분자의 운동이 빨라져 충돌 횟수가 늘어나며, 활성화 에너지 이상의 에너지를 갖는 분자의 수가 증가하기 때문이다.

참고문헌
J. D. Herran, D. V. Frank, J. L. Sarquis, M. Sarquis, C. L. Schrader, and D. A. Kukla (1993),
Chemistry, Teacher's ed., p. 579, Heath Press, Lexington.










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