분젠 반응

1. 개요[편집]

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분젠 반응은 물, 이산화 황 및 아이오딘이 반응하여 황산과 아이오딘화 수소를 형성하는 화학 반응이다. 1853년에 분젠 반응을 발견한 로베르트 분젠의 이름을 따서 명명되었다.
다음은 반응식이다.
2H₂O + SO₂ + I₂ → H₂SO₄ + 2HI

2. 상세[편집]

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이 반응은 수소를 생성하는 황-아이오딘 순환의 첫 번째 단계이다. 생성물은 2개의 수성 층으로 분리되는데, 위 층은 황산이며 아이오딘화 수소와 미반응 아이오딘의 혼합물이 바닥에 있다. 두 층은 일반적으로 혼합되지 않는 것으로 간주되지만 소량의 황산이 여전히 아이오딘화 수소 층에 남아 있을 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 이로 인해 원치 않는 부반응이 발생할 수 있으며, 그 중 하나는 반응 용기에 잠재적인 방해물인 황을 침전시킨다. 반응 시 사용되는 과량의 아이오딘은 아이오딘 화합물과 황 화합물들 사이에 일어나는 부반응들을 억제하기 위한 것과 두 개의 액체상, 즉 황산상(약 50% H₂SO₄)과 HIx상(HI+I₂+H₂O 상)의 분리를 향상시키기 위한 목적으로 사용된다. 황산상에는 HI가 소량 포함되어 있고 HIx상에는 다량의 아이오딘과 소량의 황산이 포함되어 있다.

유사한 반응이 Karl Fischer 적정의 기초이다.

3. 반응 조건[편집]

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충분히 높은 온도에서 농축된 H₂SO₄는 HI와 반응하여 I₂, SO₂ 및 H₂O를 생성할 수 있으며 이는 반응을 역전시킬 수 있다. 많은 화학 공정은 N₂ 및 H₂로부터의 암모니아 생성과 같은 가역 반응이며 원하는 생성물을 제거하면 르 샤틀리에의 원리에 따라 반응 생성물에 유리한 방정식의 오른쪽으로 평형이 이동한다.
발열 반응이며 대략 5bar, 120℃에서 진행된다.