화학 · 산·염기와 중화 반응
중화 반응과 이온 수 그래프
100 mL의 용액에 산이나 염기를 조금씩 넣고, 모든 이온과 전체 이온 수의 변화를 한 그래프에서 관찰해 보세요.
통합과학2
약 10분 · 고등실험 시작 ↗
질문이 실험이 되는 곳
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조건을 바꾸고, 변화를 관찰하고, 나만의 답을 찾아보세요.
작은 호기심 하나면 충분해요.
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지구과학 · 전향력 · 코리올리 힘
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지구시스템과학
약 15분 · 고등실험 시작 ↗
정답보다, 발견하는 즐거움.
틀려도 괜찮아요. 다시 실험하면 되니까요.
01 예상하고→02 바꿔보고→03 발견해요
활성화 에너지와 촉매
온도·처음 농도·촉매를 바꾸며 반응 경로의 장벽과 반응 속도를 비교하세요.
시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.
이 실험에서 알아볼 내용
촉매는 활성화 에너지를 낮추지만 같은 반응의 처음·나중 엔탈피를 바꾸지 않는다는 점을 확인하세요.
교과와 단원
2022 개정 물질과 에너지 · 반응 속도. 활성화 에너지와 온도·농도·촉매에 따른 속도 변화를 가상 반응으로 비교합니다. 실제 충돌 방향이나 반응 속도식 추론 전체는 다루지 않습니다.
연계 성취기준: 12물에04-03 · 12물에04-04
탐구 질문과 해설
1. 촉매를 넣으면 반응물이 생성물로 바뀔 때의 전체 엔탈피 차이도 달라질까요?
촉매는 활성화 에너지가 더 낮은 다른 반응 경로를 제공합니다. 같은 처음·나중 물질을 잇기 때문에 그림 양끝의 높이와 전체 엔탈피 차이는 그대로입니다. 촉매는 반응이 진행된 뒤에도 소모되지 않습니다.
2. 처음 농도를 2배로 하면 그래프와 처음 반응 속도는 어떻게 바뀔까요?
이 가상의 1차 반응에서는 속도가 k[A]이므로 같은 온도·촉매 조건에서 처음 농도를 2배로 하면 처음 속도도 2배가 됩니다. 같은 비율이 반응하는 데 걸리는 시간은 같습니다. 모든 반응의 속도식이 이 형태인 것은 아닙니다.
모형의 가정과 실제 현상과의 차이
가상의 비가역 1차 반응 A→B를 사용하며 [A](t)=C₀exp(−kt), [B]=C₀−[A], 속도=k[A]로 계산합니다. A와 B는 분자 조성이 같은 가상 물질입니다. 동일한 빈도 인자를 사용한 Arrhenius 모형에서 촉매가 없을 때 활성화 에너지는 45 kJ/mol, 있을 때는 40 kJ/mol이며 300 K에서 무촉매 k=0.04 s⁻¹가 되도록 정했습니다. 반응 엔탈피 −20 kJ/mol은 두 경로에서 같습니다. 값들은 실제 물질의 측정 자료가 아닌 비교용 설정입니다. 온도는 일정하고 반응열에 의한 자기 가열, 역반응, 확산, 촉매 소모는 계산하지 않습니다. 10초의 화면 재생이 60초의 모형 시간을 보여 줍니다. 농도 0에서는 반응 속도와 생성물 농도도 0입니다. 수식의 유도보다 그래프와 변인 비교에 초점을 둡니다.