Физическая и коллоидная химия. Бобринская Е.В - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

• небольшие количества катализатора могут в значительной степени
увеличивать скорость, поскольку снижают величину энергии активации
реакции Е
а
, входящую в показатель степени в уравнении для const
скорости: k = k
o
exp(-E
a
/RT).
В кислом водном растворе процесс
424242
O
3
H
8224
SOKSONHJOSNHKJ2 ++→+
+
)()( (3-1)
−
+
−
−
+→+
2
42
O
3
H
2
82
SO2JOSJ2
, (3-2)
являющийся примером ионных окислительно-восстановительных реакций,
протекает медленно и практически необратимо. Однако его можно заметно
ускорить введением в реагирующую смесь ионов Zn
2+
, С u
2+
, Fe
2+
или Cd
2+
,
выступающих в качестве катализаторов реакции. Механизм каталитического
действия данных ионов весьма сложен и здесь обсуждаться не будет . Об
изменении скорости реакции (3-1) удобно судить по количеству
выделившегося в единицу времени иода, оттитровывая его раствором
тиосульфата натрия:
J
2
+ 2Na
2
S
2
0
3
———> 2NaJ + Na
2
S
4
0
6
(3-3)
в присутствии индикатора (крахмала). Завершение реакции (3-3)
устанавливается по исчезновению изначально синей окраски
йодсодержащего раствора , вызванной взаимодействием йода с крахмалом .
Возникающее вновь спустя какое-то время слабое синее окрашивание пробы
во внимание не принимают.
Задача работы : качественное изучение зависимости скорости
гомогенной реакции окисления йодид-иона от наличия, природы и
концентрации катализатора .
Оборудование , материалы: лед , термометр, 4 конических колбы на 200
÷ 250 см
3
и одна - на 500 см
3
. Бюретка для титрования, колбы для титрования,
свежеприготовленный раствор крахмала, пипетки на 10, 25 и 50 см
3
или
небольшой мерный цилиндр. Растворы : 0.1М (NH
4
)
2
S
2
0
8
; 0.02M KI; 0,5M
H
2
S0
4
; 0.0025M Na
2
S
2
0
3
и 0.025М CuS0
4
.
Выполнение работы
1. Колбу на 500 см
3
заливают Н
2
0 (дист .) и ставят на лед для
охлаждения. Бюретку заполняют раствором тиосульфата натрия.
2. Колбы на 250 см
3
заполняют, как показано в табл . 3-1. Измеряют
температуру смесей. Опыт начинают лишь после выравнивания температуры
во всех колбах. При наличии термостата или водяной бани эксперимент
удобнее вести при более высокой, чем комнатная, температуре , например 30-
35 °С .
3. В первую колбу вводят 20 см
3
раствора KI (0.02M), встряхивают
колбу и начинают отсчет времени. Спустя 5 минут после начала опыта 
• небольшие количества катализатора могут в значительной степени
  увеличивать скорость, поскольку снижают величину энергии активации
  реакции Еа , входящую в показатель степени в уравнении для const
  скорости: k = ko exp(-Ea/RT).

      В кислом водном растворе процесс
                                    H 3O +
       2KJ +( NH 4 ) 2 S 2 O� 8 �    →
                                     �         J 2 +( NH 4 ) 2 SO 4 +K 2 SO 4   (3-1)

                                    2−       H 3O +                2−
                    2J − S 2 O 8�
                    +                    �    →
                                              �       J 2 +2SO 4        ,       (3-2)

являющийся примером ионных окислительно-восстановительных реакций,
протекает медленно и практически необратимо. Однако его можно заметно
                                                     2+    2+   2+        2+
ускорить введением в реагирующую смесь ионов Zn , Сu , Fe или Cd ,
выступающих в качестве катализаторов реакции. Механизм каталитического
действия данных ионов весьма сложен и здесь обсуждаться не будет. Об
изменении скорости реакции (3-1) удобно судить по количеству
выделившегося в единицу времени иода, оттитровывая его раствором
тиосульфата натрия:
                J2 + 2Na2 S203 ———> 2NaJ + Na2S4 06                    (3-3)
в присутствии индикатора (крахмала). Завершение реакции (3-3)
устанавливается      по    исчезновению      изначально     синей    окраски
йодсодержащего раствора, вызванной взаимодействием йода с крахмалом.
Возникающее вновь спустя какое-то время слабое синее окрашивание пробы
во внимание не принимают.
     Задача работы: качественное изучение зависимости скорости
гомогенной реакции окисления йодид-иона от наличия, природы и
концентрации катализатора.
     Оборудование, материалы: лед, термометр, 4 конических колбы на 200
÷ 250 см3 и одна - на 500 см3. Бюретка для титрования, колбы для титрования,
свежеприготовленный раствор крахмала, пипетки на 10, 25 и 50 см3 или
небольшой мерный цилиндр. Растворы: 0.1М (NH4) 2S208; 0.02M KI; 0,5M
H2 S04; 0.0025M Na2 S203 и 0.025М CuS04 .

                                     Выполнение работы

     1. Колбу на 500 см3 заливают Н20 (дист.) и ставят на лед для
охлаждения. Бюретку заполняют раствором тиосульфата натрия.
     2. Колбы на 250 см3 заполняют, как показано в табл. 3-1. Измеряют
температуру смесей. Опыт начинают лишь после выравнивания температуры
во всех колбах. При наличии термостата или водяной бани эксперимент
удобнее вести при более высокой, чем комнатная, температуре, например 30-
35 °С.
     3. В первую колбу вводят 20 см3 раствора KI (0.02M), встряхивают
колбу и начинают отсчет времени. Спустя 5 минут после начала опыта

Страницы