이 실험 소개
반응 좌표에 따른 에너지 프로파일을 살펴보고 같은 시간 동안의 전환율을 비교하세요. 촉매로 장벽을 낮추고 온도를 바꾸면서 반응 엔탈피는 일정하게 유지되는 동안 어떤 양이 변하는지 확인하세요.
학습 목표
- 활성화 에너지와 반응 엔탈피를 구분하세요.
- 아레니우스 온도 의존성을 사용해 속도 상수를 비교하세요.
- 촉매가 반응물과 생성물의 에너지를 바꾸지 않으면서 정반응과 역반응의 장벽을 모두 바꾸는 이유를 설명하세요.
사용 방법
- 1에너지 프로파일을 클릭해 반응물, 전이 상태, 생성물의 에너지를 확인하세요.
- 2촉매 없이 반응을 진행하고 전환율과 속도 상수를 저장하세요.
- 3촉매를 추가하고 동일한 조건으로 반응을 반복하세요.
- 4반응 엔탈피를 독립적으로 바꾸고 정반응 및 역반응 장벽을 비교하세요.
모델
가정
- 매끄러운 에너지 프로파일은 분자 퍼텐셜 계산이 아니라 개략적인 반응 좌표도입니다.
- 빈도 인자는 초당 100만으로 고정되어 있습니다. 시간에 따른 변화는 비가역적 1차 소멸 법칙을 따릅니다.
- 아레니우스 지수항은 모든 분자 충돌 중 측정된 비율이 아닙니다. 분자의 방향과 세부적인 에너지 분포는 고려되지 않습니다.
- 촉매는 정반응과 역반응의 장벽을 선택한 동일한 크기만큼 낮춥니다. 어느 쪽의 반응 종점도 이동시키지 않으며 새로운 평형 수율을 계산하지도 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1장벽이 조금 낮아지면 왜 반응 속도가 크게 증가할 수 있나요?
- Q2촉매는 왜 반응물과 생성물 사이의 에너지 차이를 바꾸지 않나요?
자주 묻는 질문
움직이는 에너지 프로브는 반응 중인 분자인가요?
아니요. 물리적 노출 시간과는 별개로 도식적인 반응 좌표를 샘플링합니다.
이 비가역 반응 추적으로 평형 조성을 예측할 수 있나요?
아니요. 1차 반응의 전환과 아레니우스 속도 비교만 분리해 다룹니다. 평형을 구하려면 가역 반응 모델이 필요합니다.