Здавалка
Главная | Обратная связь

Кинетические уравнения 1-, 2- и 0-го порядка



Порядок реакции Выражение закона действующих масс Единица измерения константы скорости Кинетическое уравнение Зависимость периода полураспад от начальной концентрации
с-1
л×моль-1×с-1
моль×л-1×с-1

 

Для определения численного значения константы скорости необходимо тем или иным методом определить концентрацию реагирующего вещества в различные моменты времени и подставить эти значения в выражение для константы скорости (см. таблицу). Константу скорости можно также найти графически.

Изучаемая в данной работе реакция окисления иодид-ионов пероксидом водорода в водном растворе в кислой среде протекает по уравнению:

H2O2 + 2I + 2H+ = I2 + 2H2O (1)

Механизм реакции сложный, включает несколько стадий. В целом в реакции участвуют три вида частиц, и в реакционной смеси могут изменяться концентрации всех этих частиц, влияя на скорость реакции. При избытке кислоты (ионов H+) концентрация [H+] может считаться постоянной. Концентрацию иодид-ионов [I] можно поддерживать постоянной. Для этого в ходе опыта к реакционной смеси периодически добавляют одинаковые количества тиосульфата натрия Na2S2O3. Тиосульфат реагирует с выделяющимся при реакции (1) иодом по уравнению

I2 + 2S2O32– = 2I­– + S4O62– (2)

Таким образом, пероксид водорода расходуется в реакции, а концентрация иодид-ионов остается практически постоянной. Кинетическое уравнение реакции окисления v = k [H+][I]n[H2O2] = kэксп [H2O2], где kэксп = k [H+][I]n есть величина постоянная при соблюдении вышеуказанных условий, n – порядок реакции по I. kэксп – экспериментально наблюдаемая константа скорости реакции первого порядка по пероксиду водорода.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Определить константу скорости реакции окисления иодид-ионов пероксидом водорода в кислой среде.

РЕАКТИВЫ:

Ø раствор H2SO4, 2н

Ø раствор H2O2, 0,05 н

Ø раствор Na2S2O3, 0,05 н

Ø раствор KI, 0,4 %-ный

Ø раствор крахмала 0,5 %-ный (индикатор)

Ø раствор молибдата аммония (NH4)2MoO4 (катализатор)

 

ОБОРУДОВАНИЕ:

Ø Коническая колба на 250 мл

Ø Пипетки на 100 мл, 10 мл, 5 мл

Ø Бюретка 25 мл

Ø Секундомер

Ø Термометр

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. В коническую колбу наливают мерной колбой 100 мл раствора KI и пипеткой 5 мл раствора H2SO4.

2. Бюретку заполняют раствором тиосульфата натрия. В течение опыта раствор тиосульфата в бюретку не добавляют!

3. В колбу с подкисленным раствором иодида из бюретки добавляют точно 1 мл раствора тиосульфата. Приливают 5 капель раствора крахмала.

4. В эту же колбу наливают пипеткой 10 мл пероксида водорода, тщательно перемешивают и ставят под бюретку с тиосульфатом.

5. В момент окрашивания реакционной смеси в синий цвет включают секундомер. Немедленно добавляют еще 1 мл тиосульфата и перемешивают, окраска раствора исчезает.

6. Отмечают момент следующего окрашивания раствора (секундомер не выключают!), сразу добавляют следующий мл раствора тиосульфата. Записывают время появления окрашивания по секундомеру.

7. Продолжают наблюдение, производят 6-7 таких отсчетов по секундомеру, соответствующих окрашиванию реакционной смеси, каждый раз приливая по 1 мл раствора тиосульфата.

Затем добавляют 3-5 капель раствора молибдата аммония в качестве катализатора. Реакция проходит до конца, т.е. весь пероксид водорода вступает в нее. Выделившийся при этом иод оттитровывают тиосульфатом до исчезновения окраски. Записывают окончательный (общий) объем тиосульфата V0. Общее количество Na2S2O3 эквивалентно начальному количеству H2O2.

По ходу опыта результаты измерений заносят в таблицу 2.

Таблица 2

Условия проведения опыта: t = °C.

Объем раствора Vt Na2S2O3, вступившего в реакцию к моменту времени t, мл Момент появления окраски, t
По секундомеру Перевод в секунды
 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
V0    

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.