물리화학실험 화학평형의 온도 의존성 예비보고서

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
1) 배경
2) 화학평형
3) Le Chatelier의 원리
4) 해리도 & 해리상수
5) Beer-Lambert 법칙
6) Henderson-Hasselbach 식
7) van’t Hoff 식
8) UV-visible spectrophotometer
9) Ostwald 의 희석법칙

3. 실험방법

4. 시약조사
1) 나이트로페놀( Nitrophenol (p-))
2) KOH

본문내용

1. 실험목적
4-나이트로페놀의 원래 상태와 해리된 상태의 가시광선 흡광 파장의 차이가 크다는 점을 이용해서 해리상수를 여러 온도에서 구하고 해리반응의 엔탈피를 구한다.

2. 실험이론
- 배경
4-나이트로페놀은 수용액에서 다음과 같이 해리한다.

4-나이트로페놀은 색을 띠지 않지만 그 음이온은 노란색을 띤다. 자외선-가시광선 스펙트럼을 얻어보면 4-나이트로페놀은 자외선 빛만 흡수하지만 해리된 음이온은 대략 410nm에서도 흡수띠 가 관찰된다. 그러므로 4-나이트로페놀 용액의 색깔은 4-나이트로페놀(HA)과 그 음이온(A -)의 농 도비와 밀접한 관계가 있다. 즉, Henderson-Hasselbach식으로부터, pH < pKa이면 CHA/CA- ≫ 1, 따 라서 지식약은 무색이고, pH < pKa이면 CHA/CA- ≪ 1, 따라서 지시약은 노란색을 띨 것이다. 그러 므로 4-나이트로페놀 수용액의 pH를 낮은 값에서 차차 증가시켰을 때 가시광선 스펙트럼의 410nm의 흡광도가 갑자기 증가하는 pH값으로부터 4-나이트로페놀의 pKa 혹은 Ka값을 구할 수 있다.

<중 략>

- 화학평형

화학 반응에 있어서 정반응 속도와 역반응 속도가 같아져 겉보기에 화학 반응이 일어나지 않 는 것처럼 보이는 상태이다. 화학 평형에 도달하게 되면 온도, 압력 등의 실험 환경이 변하지 않 는 이상, 반응물과 생성물의 양이 변하지 않는다. 화학 평형 상태는 동적 평형 상태로, 거시적으 로는 반응물과 생성물의 양이 변화하지 않으나 실제로 반응은 계속 일어나고 있는 상태이다. 따 라서 화학 평형은 반응이 전혀 이루어지지 않는 정적 평형 상태와는 구분된다.
다시 말해, 정반응과 역반응의 속도가 같고, 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지될 때, 화 학 평형이 이루어진다. 화학 평형에서 평형상수를 생략할 수 없다. 평형상수를 나타내는 식을 예 로 다음과 같은 가역 반응식으로 일반화 시킬 수 있다.

참고자료

· 물리화학실험(대한화학회) p77 ~ 81
· [위키피디아] “화학 평형”, “Henderson-Hassselbach equation”, “ultraviolet-visible spectroscopy”, ”램버트비어 법칙”,”르 샤틀리에의 원리”, “Ostwald 의 희석법칙”
· 반트호프 식 (naver.com)
· P.Atkins, 『물리화학 10th』, Julio de Paula, James Keeler, 교보문고, p255~256