시계반응 메커니즘 - sigyeban-eung mekeonijeum

​

안녕하세요? 준입니다. 2021년 5월 23일 수정입니다.

블로그 이사를 했는데 더 정확하고 깔끔한 글을 올렸습니다. 여기서 한 번 봐주세요.

​

안녕하세요! 오늘은 아이오딘 시계반응 실험을 준비해봤습니다.

​

나름 유명한 실험인데요! 살짝 기대되죠? 반응속도와 관련된 실험입니다! 신기방기할거에요☺️

​

준비물은 아이오딘산칼륨, 아황산수소나트륨, 녹말(옥수수전분, 감자전분 등), 비커가 필요합니당.

​

먼저 0.05몰 아이오딘산칼륨 수용액과 0.025몰 아황산수소나트륨 수용액을 만들어주세요. 녹말 수용액은 적당히 1스푼 넣어 만드시면 될 것 같네요.

몰 농도 단위를 모르신다면 설명해드려야죠!

​

몰 농도 단위는 용액에서 용질의 몰수/용매의 부피 입니다!

​

아이오딘산칼륨 분자량 214 = 1몰의 질량

0.05몰의 질량은 214*0.05 = 10.7g

물 1L에 아이오딘산칼륨 10.7g을 녹이면 됩니다.

저는 물 250ml를 사용했으니 2.7g을 녹였구요.

​

아황산수소나트륨의 분자량은 104입니다.

아황산수소나트륨은 물 250ml에 1.3g을 녹였습니다.

​

바로 실험 시작하겠습니다.

순서가 크게 상관있는지는 잘 모르겠네요. 재실험해보고 수정하겠습니다.

​

저는 녹말용액 —> 아이오딘산칼륨용액 —> 아황산수소나트륨용액 순으로 넣었습니다.

바쁘신 분들을 위해서 하이라이트만 따로 편집했습니다.

정말 신기하네요! 이 실험과 브릭스라우셔 실험을 보고 화학에 눈을 떴는데 직접 해보니 좋네요☺️

​

차후에 브릭스라우셔 실험도 업로드 해야겠습니다.

​

​

​

​

​

자 이제 원리! 중요하죠☺️

​

먼저 시약에 관해서 약간만 설명하겠습니다.

​

아이오딘산칼륨! 화학식은 KIO3 이 친구 되게 위험한 친구에요. 충격이나 인화성을 가진 물질과 섞어 태우면 폭발을 해요. 조심히 다뤄야겠죠?

출처 : 네이버 지식백과

​

​

이름에서 보셨듯이 이 친구는 아이오딘화물입니다. 아이오딘은 녹말과 만났을 때 청람색으로 변하죠!

​

다음은 아황산수소나트륨입니다. 화학식은 NaHSO3으로 아황산수소나트륨은 (중아황산염)아황산염입니다. 앞에 붙은 ‘아’라는 접두사는 산소 하나가 없다는 뜻을 내포하고 있는데요.

출처 : 위키백과

​

황산수소나트륨의 화학식은 NaHSO4입니다. 황산염이죠. 황산수소나트륨과 아황산수소나트륨을 비교했을 때 황산수소나트륨이 더 안정합니다.

​

그래서 아황산수소나트륨은 안정해지기 위해 환원성을 가지고 있습니다. 남을 환원시키고 자신은 산소를 받아 산화되는 식이죠.

​

다음은 녹말. 네 그렇습니다. 녹말은 녹말입니다.

출처 : 위키백과

​

​

​

자 이제 실험에 대한 원리를 시작하겠습니다

​

간단히 아주 간단히 말해 아이오딘산칼륨이 아황산수소나트륨에 의해 환원되고 아이오딘이 되어 색이 바뀌는 원리가 되겠습니다.

​

반응식은

KIO3 + NaHSO3 —> K+ + IO3- + Na+ + HSO3-

IO3- + 3HSO3 —> I- + 3HSO4-

라플님의 블로그에서 참고했습니다.

로 아이오딘산이온이 환원되고 아황산이온이 산화됩니다. 이로인해 아이오딘 이온과 황산 이온이 되구요.

5I- + IO3- + 6H+ —> 3I2 + 3H2O

아이오딘 이온과 아이오딘산 이온, 수소이온이 반응하여 아이오딘을 만들어냅니다.

​

이렇게해서 만들어진 아이오딘과 녹말이 반응하여 색이 변하게 되는 원리입니다.

​

보통 아이오딘과 녹말이 반응하면 청람색인데 실험에서는 갈색쪽으로 나왔네요. 옥수수전분을 이용해서 그런가.. 잘 모르겠네요.

​

​

​

​

뭐를 더 많이 넣어야 더 빨리 색이 변하고 뭐를 더 많이 넣어야 더 늦게 색이 변하는지 궁금하시죠?

​

기준을 세워 봅시다.

​

먼저 아황산수소나트륨의 농도를 일정하게 맞추고 아이오딘산칼륨의 농도에 따른 반응속도를 알아봅시다.

​

아황산수소나트륨의 농도가 일정하게 되면 환원될 수 있는 아이오딘의 양이 아이오딘산칼륨에 따라 결정이 됩니다.

​

그렇기 때문에 아이오딘산칼륨의 양이 많을수록, 농도가 진할수록 색이 변하는 반응속도가 빨라집니다.

​

​

반대로 아이오딘산칼륨의 농도를 일정하게 맞추고 아황산수소나트륨의 농도에 따른 반응속도도 알아봅시다.

​

아이오딘산칼륨의 농도가 일정하게 되면 환원될 수 있는 아이오딘산칼륨의 양이 한정적이기 때문에

환원제인 아황산수소나트륨의 양이 많을수록, 농도가 진할수록 반응속도가 빨라집니다.

​

다른 시약들의 농도는 일정하게 하고 녹말의 농도를 조절시키면 어떻게 될까요?

​

네! 색의 진하기만 바뀔겁니다☺️

​

​

반응속도에서는 온도와도 관련이 있죠.

온도가 높을수록 반응속도가 빨라지기 때문에 온도를 높이면 색이 더 빠르게 변하게 되겠네요.

​

​

​

#화학 #화학실험 #실험 #과학실험 #아이오딘 #아이오딘시계 #아이오딘시계반응 #아이오딘시계반으요실험 #시계반응 #요오드시계 #요오드시계반응 #아이오딘시계반응원리 #시계반응원리 #반응속도 #취미 #하학하학실험 #화학화학

​

​