Реферат: Изучение кинетики иодирования ацетона

Федеральное агентство по образованию государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

 

Нижегородский Государственный Технический Университет

Дзержинский политехнический институт

 

 

Кафедра “Биотехнология, физическая и аналитическая химия”

 

 

 

 

 

 

 

 

Кинетика гомогенных химических реакций

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

 

к лабораторной работе по дисциплине “Физическая химия”

“Изучение кинетики иодирования ацетона”

 

Вариант 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель:

Шишулина А.В.

Студент:

Коробков Д.А.

группа 06-ХТПЭУМ

 

 

 

 

 

Дзержинск, 2008 г.

Задание

 

Исследовать кинетику йодирования ацетона.

Условия опыта:

/>ºC

/>

/>

/>

Определить частный порядок по йоду, временной и по начальным скоростям.  Данные опытов обработать интегральным уравнением и сделать заключение об общем порядке реакции:

/>

 

Цель работы

 

Определить частные и общий порядок реакции, рассчитать константы скорости реакции. Сопоставить экспериментально найденное кинетическое уравнением выведенным по заданной совокупности элементарных стадий.

 

Теоретическая часть

 

Химическая кинетика – это учение о скорости химической реакции, о факторах, определяющих скорость химической реакции.

Скоростью химической реакции называют изменение количества молей участников реакции в единицу времени в единицы объема.

/>

т.к. />, то

/>

Механизм химической реакции – это совокупность стадий, которые определяют данный химический процесс.

Зависимость концентрации от времени называют кинетической кривой />

Кинетическое уравнение – это уравнение которое отображает зависимость скорости химической реакции от концентрации участников химической реакции.

/>     />

/>

где />  — частный порядок реакции.

Общий порядок реакции равен сумме частных порядков реакции

/>

Частный порядок – показатель степеней концентраций в кинетическом уравнении.

Основные постулаты химической кинетики:

Скорость простой химической реакции зависит только о концентраций исходных веществ и эта скорость пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их стехиометрическим коэффициентам.

/>

/>

Молекулярность реакции – это число молекул, которые должны столкнуться, чтобы произошло взаимодействие. Молекулярность равна сумме стехиометрических количеств веществ.

В кинематическое уравнение входит еще одна величина – константа скорости реакцииk

k зависит от: природы реагирующих веществ, температуры, давления, среды, наличия катализатора.

k не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Физический смысл константы скорости реакции: k есть скорость химической реакции когда концентрации участников реакции равны единице.

Дифференциальные методы определения частного порядка по данному веществу

1.<span style=«font: 7pt „Times New Roman“;»>    

Определение частного порядка  по какому-либо веществу по начальным скоростям реакции

Кинетическое уравнение в начальный момент времени будет иметь вид:

/>

Начальные концентрации соляной кислоты и ацетона остаются неизменными, поэтому внесем их в константу скорости и получим:

/>

Логарифмируя это уравнение получим:

/> 

/> находим из графика />

/> нам известна из задания, она равна 0.01; 0.015; 0.02 />

Строим зависимость />.Тангенс угла наклона будет порядком реакции по йоду.

2.<span style=«font: 7pt „Times New Roman“;»>    

Определение частного порядка по реагенту, когда его начальная концентрация намного меньше концентрации других веществ

Концентрация йода заметно меньше концентрации других участников реакции, поэтому можно считать концентрации ацетона и соляной кислоты постоянными:

/>, тогда

/>

Логарифмируя получим

/>

/> определи по графику />

Строим зависимость />.Тангенс угла наклона будет частным порядком реакции q.

 

Экспериментальная часть

 

В две мерные колбы на 50 мл помещаем растворы HCl (10 мл) и 11.6 мл I2, в другую 10 мл ацетона (Во втором и третьем опыте в колбу помещаем 17,4 и 23 мл раствора J2).

Затем содержимое колб быстро и одновременно сливаем в термостатируемый реактор. В момент, когда сольется примерно половина объема колб включают секундомер фиксируя начало реакции.

Пипеткой на 10 мл отбираем пробы и переносим их в заранее приготовленные колбы для титрования, содержащие 10 мл раствора />.

Взятые пробы титруем раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала.

Текущую концентрацию йода определяем по формуле:

/>, где

/> — текущая концентрация йода, />

/> — текущая концентрация раствора />, />

/>=0.01724/>

/> — объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование пробы, мл

объем пробы равен 10 мл.

 

 

 

Экспериментальные данные заносим в таблицы:

/>ºC         />                                      табл. 1

№ пробы

Время t, с

Объем />, мл

/>, />

1

106

9.9

0.00853

2

620

9.7

0.00836

3

812

9.6

0.00827

4

1687

9.4

0.00810

5

2315

9.2

0.00793

6

3272

8.6

0.00741

7

4200

8.4

0.00724

8

5700

7.7

   0.00660

9

8400

6.2

0.00534

 

                                 />        />                                    табл. 2

№ пробы

Время t, с

Объем />, мл

/>, />

1

149

14.8

0.01275

2

1863

14.5

0.01249

3

3197

13.6

0.01172

4

4025

13.2

0.01137

5

5785

12.5

0.01077

6

7481

11.8

0.01017

7

8149

11.5

0.00991

 

                                 />ºC                     />                                      табл. 3

№ пробы

Время t, с

Объем />, мл

/>, />

1

1740

18.8

0.01621

2

2433

18.5

0.01595

3

3586

18.0

0.01552

4

5917

17.1

0.01474

5

1080

16.1

0.01388

6

13680

15.4

0.01327

 

По табл. 1, 2, 3 строим графики зависимости /> 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-й график

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из графиков зависимости /> находим начальные скорости W0  и средние скорости Wср.

 

                                                                                                                 табл. 4

 

 

 

lnW0

 

/>

 

/>

 

 

 

­– 14.85

 

 

– 4.61

 

/>

 

 

 

– 14.85

 

 

– 4.19

 

 

/>

 

 

 

 

– 14.88

 

 

 

– 3.91

 

 

 

                                                                                                             табл. 5

 

/>

/>

/>

– 10.05

– 4.79

/>

– 12.04

– 4.58

<img src=«new.referat.ru/bank-znanii/adm/scrip

еще рефераты
Еще работы по химии