다음과 같은 자동촉매 반응에서 A가 분해되는 속도 -rA 와 A의 농도… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 16년 3회차
다음과 같은 자동촉매 반응에서 A가 분해되는 속도 -rA 와 A의 농도비 CA/CA0 를 그래프로 그리면 어떤 형태가 되겠는가?(단, CA0 : A의 초기농도, CA : A의 농도, CR : R의 농도, K : 속도상수)
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해설
자동촉매 반응이므로 반응속도는 중간 농도에서 최대가 되는 위로 볼록한(∩) 곡선이 된다.
반응식이 A + R → R + R 이고 A 1몰이 R 1몰로 바뀌므로 CA + CR = CA0 + CR0 = C0(일정)이다. 이를 속도식에 넣으면 −rA = kCACR = kCA(C0 − CA)로 CA에 대한 2차식이 된다.
이 식은 CA = C0/2에서 최댓값을 가진다. 즉 가로축 CA/CA0가 클 때는 촉매 역할을 하는 R가 거의 없어서 느리고, 작을 때는 반응물 A가 고갈되어 느리며, 중간에서 가장 빠른 봉우리 모양이 나타난다.
원점에서 올라가는 직선이나 단조 증가하는 지수형 곡선은 CR가 곱해진 자동촉매 항을 무시한 형태이고, 아래로 볼록한(U) 곡선은 극대가 아니라 극소를 갖게 되어 자동촉매 거동과 정반대다.
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