Практикум по химии. Анкудимова И.А - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 5
КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И РАВНОВЕСИЕ
Цель работы
: экспериментальное изучение влияния различных факторов на скорость химиче-
ской реакции и смещение равновесия.
Приборы и реактивы
: штатив с пробирками; термометр; спиртовка; секундомер; бюретка вме-
стимостью 25 см
3
; стакан вместимостью 50 см
3
, 250 см
3
; хлориды калия и железа(III); роданид калия.
Растворы
: тиосульфата натрия, йода – 1 н.; серной кислоты, хромата калия – 1 М; хлорида желе-
за(III), роданида калия – конц.; гидроксида натрия – 2 М; крахмала.
Химическая кинетика
– это учение о скоростях и механизмах реакций, процессах взаимодейст-
вия веществ и их зависимости от времени и различных факторов. Химическая термодинамика, как
известно, позволяет, рассчитывать тепловые эффекты реакций, химическое сродство, предсказывать
возможность протекания данной реакции, определять состояние её равновесия. Химическая кинети-
ка, в свою очередь, позволяет предсказать скорость реакции, механизм процесса взаимодействия ве-
ществ,
стадии химического превращения и, следовательно, управлять химическим процессом в лабо-
раторных и производственных условиях.
Скорость химической реакции зависит от текущей концентрации реагирующих веществ. Анали-
тически эта зависимость выражается основным законом кинетики (законом действия масс), откры-
тым в 1867 г. Гульдбергом и Вааге,
ba
BAk
][][=υ
,
где
k –
константа скорости химической реакции: [А] и [В] – концентрации веществ
А
и
В
соответст-
венно в текущий момент времени;
а
и
b
– стехиометрические коэффициенты в реакции по веществу
А
и
В
, соответственно.
Скорость химической реакции также зависит и от температуры. Для качественной оценки влия-
ния температуры на скорость взаимодействия веществ можно использовать две зависимости: правило
Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса.
Правило Вант-Гоффа формулируется следующим образом: при изменении температуры реак-
ции на каждые 10 градусов скорость реакции чаще всего изменяется в 2 – 4 раза и реже 5 – 7 раз. Ма-
тематически это выражается уравнением
10
12
12
TT
TT
−
γυ=υ
,
где
2
T
υ
и
1
T
υ
– скорости при температурах
Т
2
и
Т
1
, соответственно;
γ – температурный коэффициент скорости, который для большинства реакций принимает значения от
2 до 4.
Для более точных расчётов кинетических параметров реакций в зависимости от температуры ис-
пользуют уравнение Аррениуса:
−=
T
E
k
T
R
expA
a
,
где А – предэкспоненциальный множитель (кинетический фактор Аррениуса);
a
E
–
энергия актива-
ции реакции; R
–
универсальная газовая постоянная, R
=
8,314 Дж/(моль·К);
Т
– температура.
Химическая термодинамика позволяет предсказать концентрации реагентов в равновесной сме-
си, предвидеть и рассчитать максимальный выход продукта реакции, а также степень превращения
исходных веществ в продукты.
Связь между равновесными концентрациями (или парциальными давлениями) веществ, участ-
вующих в реакции, выражается уравнением (при
Т
= const)

Страницы