6.반응속도론 - 반응속도에 미치는 온도 효과

이번 실험은 온도에 따른 반응속도의 변화를 알아보는 실험이었다. 반응은 산 촉매 하에서 메틸 아세테이트가 물과 만나 아세트산을 형성하는 반응으로 했다. 이 반응은 시간이 지날수록 반응액의 산도가 증가하게 된다.
반응 온도는 25℃, 35℃, 45℃로 하여 각각 실험하였는데 시간 관계 상각 조가 분담하여 실험하였다. 우리 조는 35℃에서 실험하였다. 먼저 메틸아세테이트 5ml왿� 산 촉매로 사용할 1N HCl을 실험할 온도로 각각 항온조에서 항온 시켰다. 온도가 평형에 도달하도록 15분간 유지한 후 항온조 안에서 메틸아세테이트를 1/2정도 염산 수용액에 가했다. 이때의 시간을 반응의 시작시간으로 기록하였다. 그 다음 일정한 시간 간격으로 반응액 5ml를 취하여 75ml의 얼음물에 가한 후 그 혼합액을 0.2N NaOH로 적정하였다. 반응액을 얼음물에 가하여 적정하는 것은 시료를 옮기고 적정하는 동안 용액의 온도를 낮추어 반응을 최대한 늦추기 위함이다. 반응액을 냉각하지 않고 동일한 온도에서 실험을 하게 되면 적정하는 동안에도 반응이 진행되기 때문에 적정부피에서 오차가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 적정하는 시간도 최대한 짧게 했다. 실험하는 동안 반응액을 항온조에서 취한 시간 이후로 적정이 끝날 때까지 최대한 반응이 진행되지 않도록 했다. 이런 과정을 55분간 6회 반복하였다.
적정부피는 시간이 지날수록 증가하는 추세를 보였다. 이는 반응이 진행될수록 HCl 촉매 하에서 메틸 아세테이트왿� 물이 만나 아세트산이 만들어져 용액상의 아세트산 농도가 증가하였기 때문으로 보인다. 25℃, 45℃에서도 같은 추세를 보였고 높은 온도일수록 반응의 적정부피가 더 빠르게 증가하였다. 온도가 높을수록 반응속도가 더 빠르기 때문이다.
각 온도에서의 적정부피를 토대로 초기물질인 메틸 아세테이트의 시간별 농도를 구했다. 이 농도를 통해 시간에 따른 logC의 추세선 식의 기울기를 구하여 해당 온도에서의 반응속도 상수 k 값을 구하였다.