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많은 고급 고등학교 및 대학생 화학 학생들은 과산화수소가 요오드화물과 반응하여 요오드를 형성하고, 요오드가 티오 황산염이 소비 될 때까지 티오 황산염 이온과 반응하는 "요오드-시계"반응으로 알려진 실험을 수행합니다. 이 시점에서, 반응 용액은 전분이 존재할 때 파란색으로 변합니다. 이 실험은 학생들이 화학 반응 속도의 기본 원리 (반응 속도)를 이해하도록 도와줍니다.
활성화 에너지
생성물의 전체 에너지가 반응물의 전체 에너지보다 낮 으면 화학 반응은 열역학적으로 "바람직하다". 그러나, 생성물의 형성은 먼저 반응물에서 결합 파괴를 요구하고,이를 파괴하는데 필요한 에너지는 "활성화 에너지"또는 Ea로 알려진 에너지 장벽을 나타낸다.
활성화 에너지 측정
활성화 에너지의 결정은 다양한 온도에서 결정된 반응의 운동 데이터, 즉 속도 상수 k를 필요로한다. 그런 다음 학생은 y 축에서 ln k 및 x 축에서 1 / T의 그래프를 구성합니다. 여기서 T는 켈빈 온도입니다. 데이터 포인트는 직선을 따라야하며, 기울기는 (-Ea / R)과 같으며, 여기서 R은 이상적인 가스 상수입니다.
요오드-시계 활성화 에너지
요오드 클록 반응에 대한 (ln k) 대 (1 / T)의 플롯은 약 -6230의 기울기를 나타내어야한다. 따라서 (-Ea / R) = -6230입니다. R = 8.314 J / K.mol의 이상적인 기체 상수를 사용하면 Ea = 6800 * 8.314 = 51,800 J / mol 또는 51.8 kJ / mol이됩니다.