균일 촉매 반응

1. 실험제목

균일 촉매 반응

2. 실험목적

다이크롬산 칼륨을 균일 촉매로 사용하는 과산화수소의 분해 반응을 측정하고 촉매의 특 성과 반응 메카니즘을 알아본다.

3. 실험원리

(1) 촉매(Catalyst)란 화학반응에 참여하여 속도를 증가시키지만 그 자체는 아무런 영구 적 화학변화를 하지 않는 물질을 말한다. 즉. 생성물이 만들어지는 속도는 빨라지지 만, 더 많은 생성물이 생기게 되지는 않으므로 화학평형에는 아무런 영향이 없다.

촉매는 전체 균형 화학방정식에는 나타나지 않지만 촉매가 있으면 반응경로를 변경하 여 속도를 빠르게 하기도 한다. 또한 화학반응에 참여하여 활성화 에너지를 낮추는 역 할을 한다. 반응이 끝나면 다시 원래의 상태로 되돌아와서 다음 반응을 촉진시켜 줄 수 있게 한다.

(2) 균일촉매작용에서 기체상 촉매가 기체상 반응에서 그 속도를 증가시키거나 용액에서 녹은 촉매는 용액에서 일어나는 반응을 촉진시키는 것처럼 촉매는 반응물과 같은 상에 있다.

(3) 불균일촉매작용에서 촉매는 다른 상으로 존재한다. 산소와 수소를 혼합한 기체를 백 금 표면에 노출 시켰을 때 표면에 물방울이 생성되는 경우 촉매와 반응물의 상이 다른 데 이런 촉매를 불균일촉매라고 한다.

-…(생략)

4. 시약 및 기구

5. 실험방법

(1)시험관에 0.1M 다이크롬산 칼륨 용액 3mL와 과산화수소 용액 3mL를 혼합하고 색깔의 변화를 관찰한다. 반응이 잘 일어나지 않으면 시험관을 60℃ 정도의 따뜻한 물에 넣는 다.

(2) 용액의 색깔이 더 이상 변하지 않게 되면 과산화수소 용액을 조금 더 넣고 색깔의 변 화를 관찰한다.

(3) 기체 부피 측정 장치를 한다.

(4) 반응 용기에 0.1M K2Cr2O7 용액 10mL와 증류수 15mL를 넣고 흔들어 주어서 혼합물의 온 도가 물통에 담긴 물의 온도와 같아지도록 한다.

(5) 3% 과산화수소 용액 5mL를 넣고 마개를 막은 다음 잘 흔들어 준다. 체온 때문에 반응 용기의 온도가 올라기지 않도록 반응 용기의 끝 부분만 잡는 것이 좋다.

(6) 약 2mL의 산소가 발생될 때부터 시간을 재기 시작한다. 발생한 기체에 작용하는 압력 이 일정한 상태에서 산소