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 реакцииКинетическое 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 веществКонцентрация 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