가상열분해반응

이 실험의 목적은 일정부피에서 기체압력과 시간에 따른 온도를 측정함으로써 기체상태의 Di-tert-butyl peroxide의 분해에 관한 일차 반응속도상수를 결정하는 것이다. 화학반응의 반응 속도 상수는 시간과 반응물의 온도변화로부터 결정되며, 종종 농도에 비례하는 변수의 측정을 통해 농도의 시간의존성을 이해할 수 있다. 반응을 일으키는 물질의 몰 수 변화에 수반되는 기체상태 반응에 대해서는 일정부피와 온도에서의 반응 계의 총 압력 변화량을 시간에 따라 측정함으로서 반응의 진척을 나타낼 수 있으며, 이것에 의해 반응속도 거동을 이해할 수 있다. 기체상태에서의 di-tert-butyl peroxide의 분해반응식은 다음과 같다. (CH3)3CO)2 → 2(CH3)2CO + C2H6 (1) 화학양론적 반응식에 의하면 반응물 1몰당 3몰의 기체상태 생성물이 생성된다. 그러므로, 일정온도와 일정 부피조건에서의 시간에 따른 전체 압력 변화는 이 반응의 반응속도론을 이해하는데 사용될 수 있다. Di-tert-butyl peroxide의 분해 속도는 각 시간에서 존재하는 반응물의 농도와 직접 비례한다. 이러한 반응은 일차 속도상수에서 나타나는 것과 같은 일차 동력학 형태를 따른다. (2) 여기서 C는 농도, 은 반응물질의 부분압력이고, t는 시간이다. 이 식은 어떤 초기 시간 에서의 초기 값 와 과 관련된 C와 의 변화를 시간의 함수로 나타낸 식이다. 만약 에서 존재하는 di-tert-butyl peroxide 외의 모든 다른 기체상 물질의 압력을 라 하면, 에서의 순수한 반응물의 압력 는 다음과 같이 주어진다, (net) 마찬가지로, 시간 t에서 반응물 부분압력을 이라고 하면, 생성물의 압력은가 된다. 시간 t에서의 총 압력을 라고 하면 이므로, 은 다음과 같다. (net) - (net) (4) 따라서, 반응속도식은 (5) 초기 시간 에서 와 를 …
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