농학과 농생명, 농업직, 지도사, 연구사 농업생물화학 핵심 요약 정리 3. 화학반응

 

 

[목차]

1. 화학량의 표현
2. 화학반응의 표현
3. 화학반응의 평형
4. 화학반응의 에너지 변화
5. 반응속도

 

원자량, 분자량, 몰(mole)
 원자질량 : 원자질량단위(atomic mass unit, u)
 1u : C(양성자 6, 중성자 6, 전자 6) 질량의 1/12
실제질량 : 1.67×10-24g
 원자량 : 양성자 + 중성자 숫자
 분자량 : 구성원자 원자량 합
 1g 원자량, 1g 분자량
6.022×1023g개(Avogadro수) 원자 혹은 분자 질량
 몰(mole) : 화학반응의 양적 개념을 명확

 

몰(mole)

농도
 % 농도
   용액에 대한 용질의 백분율
 몰농도(molarity, M)
   용액 1L에 용해되어 있는 용질의 mole 수
 몰랄농도(molality, m)
   용매 1L에 용해되어 있는 용질의 mole 수
 몰분율(mole fraction, Xa)
    용액에 존재하는 물질들의 mole수 합에 대한
    용질 mole수의 백분율

 

화학반응식
 Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(s) + H2(g)
△H = -95.7kJ/mol
 Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(s) + H2(g)
 Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

 

반응생산물의 수득량
 수득량
 백분 수득률(%)
= (실제 수득량)/(이론적 수득량) × 100
 백분 수득률 < 100%
(반응 미완결, 부반응, 손실)

평형(equilibrium)

평형
 화학반응의 진행 정도
생성물의 생산량
 생산량 예측
에너지 변화량
 발열 및 흡열
 반응의 자발성

반응장소

에너지 변화
 총에너지 변화량
  화학반응 결과 계와 주위 사이의 에너지 총량
 엔탈피 변화량
  열 함량 변화 → 흡열/발열반응
 엔트로피 변화량 및 자유에너지 변화량
  화학반응의 자발성 판단

 

총에너지 변화량(내부에너지 변화량)

엔트로피 변화량(△S )

 

 엔트로피 : 무질서의 척도
 우주의 엔트로피는 증가하고자 하는 경향
△S우주 = △S 계 + △S 주위 > 0 : 자발적 반응
△S우주 = △S 계 + △S 주위 < 0 : 비자발적 반응
△S우주 = △S 계 + △S 주위 = 0 : 평형

 

자유에너지 변화량(△G)

 

 △G = △H 계 - T△S 계
 △G < 0 : 자발적 반응
 △G > 0 : 비자발적 반응
 △G = 0 : 평행상태

 

산화-환원 반응의 자유에너지 변화량
 환원 전위(E) : 전자를 받고자(환원)하는 경향
 표준환원전위(E0’) : pH 7.0, 25℃, 1M, 1기압
 △G0’ = -nF△E0’

 

산화-환원 반응 표준환원전위

생체반응에너지 특성
 생체 에너지 이용체계

생체반응에너지 특성
 ATP 기능
 ADP △G0’ 보다 △G0’이 적은 인산화합물
 ☞ ADP에 인산을 전달하면서 ATP에 에너지 저장
 ATP △G0’ 보다 △G0’이 큰 화합물
 ☞ ATP로부터 인산을 전달받으면서 에너지함량 증가

 

인산화합물의 △Go’

연합반응

 

다단계반응

중요성
 생물체 생리적 필요 충족
 반응결과의 실용적 이용

 

반응속도 표현
 반응물 소멸량 또는 생성물의 생산량(mole)/ 단위시간

 

반응속도 방정식

 

화학반응과 에너지(온도)

아레니우스식

촉매의 영향