ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
41
Порядок выполнения работы
1. Установить термостат на температуру, указанную препода-
вателем.
2. Взять навеску KMnO
4
массой примерно 0,2 г на аналитиче-
ских весах, растереть в ступке, поместить в кварцевый бюкс.
3. После прогрева термостата (температура в нем не должна
изменяться в течение 10 мин) подвесить бюкс с навеской KMnO
4
при
помощи проволоки на крючок колпачка 3 и осторожно опустить в
реакционную пробирку 1.
4. Выпустить воздух из измерительной бюретки 5, открыв кран
4, и установить уровень воды в ней на нулевую отметку. При этом
уровни жидкости в измерительной бюретке 5 и вспомогательном со-
суде 6 должны быть одинаковы.
5. Закрыть кран 4 и включить секундомер. Это время считать
началом реакции.
6. Проводить измерения выделившегося кислорода через каж-
дые 2 мин, приводя каждый раз жидкости в бюретке и уравнительном
сосуде к одному уровню. В том случае, если кислород выделяется
медленно, можно увеличить интервал между измерениями до 5 мин.
Измерения закончить, когда объем в течение 15 мин остается неиз-
менным.
7. После окончания опыта бюкс извлечь из реакционной про-
бирки, охладить в эксикаторе и вновь взвесить на аналитических ве-
сах, определяя потерю в весе ∆q
эксп.
в результате реакции.
Обработка результатов измерений и содержание отчета
1. Опытные данные обработать согласно кинетическому урав-
нению для топохимических реакций (24.3), которое дважды лога-
рифмируя, необходимо преобразовать к следующему виду:
lg [– lg(1–α)] = lg k + n lg τ, (24.5)
где α = V
τ
/ V
∞
; V
τ
– объем кислорода в данный момент времени (мл);
V
∞
– общий объем выделившегося кислорода (мл).
Полученные опытные и расчетные данные занести в таблицу
24.1.
42
Таблица 24.1
Экспериментальные и расчетные данные
№
опыта
τ, с lg τ V
τ
, мл
α
1 – α – lg(1–α)
lg [– lg(1–α)]
k, c
–1
2. Построить график зависимости lg [– lg (1–α)] = f(lg τ), с по-
мощью которого определить константу n по тангенсу угла наклона
прямолинейного участка данной зависимости (рис. 24.2), и рассчи-
тать k по уравнению (24.5), используя МНК.
Рис. 24.2. Пример графического определения
параметров уравнения (24.5)
lg k
lg[– lg(1–
α
)]
tg
α
= n
lg
τ
3. Сравнить изменение массы KMnO
4
, полученное эксперимен-
тально (∆q
эксп.
), с теоретически рассчитанным (∆q
теор.
) по уравнению
протекающей реакции при условии, что реакция идет до конца.
4. Записать уравнение Ерофеева с найденными значениями k и n.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение и приведите примеры топохимических реак-
ций.
2. Каковы основные особенности топохимических реакций?
3. Почему топохимические реакции начинаются не на всей поверх-
ности, а на отдельных ее точках?
4. Как зависит скорость топохимических реакций от температуры?
5. Какой смысл имеет показатель степени n в уравнении Ерофеева?
Порядок выполнения работы Таблица 24.1
1. Установить термостат на температуру, указанную препода- Экспериментальные и расчетные данные
вателем. № –1
2. Взять навеску KMnO4 массой примерно 0,2 г на аналитиче- τ, с lg τ Vτ, мл α 1–α – lg(1–α) lg [– lg(1–α)] k, c
опыта
ских весах, растереть в ступке, поместить в кварцевый бюкс.
3. После прогрева термостата (температура в нем не должна
изменяться в течение 10 мин) подвесить бюкс с навеской KMnO4 при
помощи проволоки на крючок колпачка 3 и осторожно опустить в 2. Построить график зависимости lg [– lg (1–α)] = f(lg τ), с по-
реакционную пробирку 1. мощью которого определить константу n по тангенсу угла наклона
4. Выпустить воздух из измерительной бюретки 5, открыв кран прямолинейного участка данной зависимости (рис. 24.2), и рассчи-
4, и установить уровень воды в ней на нулевую отметку. При этом тать k по уравнению (24.5), используя МНК.
уровни жидкости в измерительной бюретке 5 и вспомогательном со-
lg[– lg(1–α)]
суде 6 должны быть одинаковы.
5. Закрыть кран 4 и включить секундомер. Это время считать tg α = n
началом реакции.
6. Проводить измерения выделившегося кислорода через каж-
дые 2 мин, приводя каждый раз жидкости в бюретке и уравнительном
сосуде к одному уровню. В том случае, если кислород выделяется
медленно, можно увеличить интервал между измерениями до 5 мин. lg k
Измерения закончить, когда объем в течение 15 мин остается неиз- lg τ
менным. Рис. 24.2. Пример графического определения
7. После окончания опыта бюкс извлечь из реакционной про- параметров уравнения (24.5)
бирки, охладить в эксикаторе и вновь взвесить на аналитических ве-
сах, определяя потерю в весе ∆qэксп. в результате реакции. 3. Сравнить изменение массы KMnO4, полученное эксперимен-
тально (∆qэксп.), с теоретически рассчитанным (∆qтеор.) по уравнению
Обработка результатов измерений и содержание отчета протекающей реакции при условии, что реакция идет до конца.
1. Опытные данные обработать согласно кинетическому урав- 4. Записать уравнение Ерофеева с найденными значениями k и n.
нению для топохимических реакций (24.3), которое дважды лога-
рифмируя, необходимо преобразовать к следующему виду: Контрольные вопросы
lg [– lg(1–α)] = lg k + n lg τ, (24.5) 1. Дайте определение и приведите примеры топохимических реак-
где α = Vτ / V∞ ; Vτ – объем кислорода в данный момент времени (мл); ций.
V∞ – общий объем выделившегося кислорода (мл). 2. Каковы основные особенности топохимических реакций?
Полученные опытные и расчетные данные занести в таблицу 3. Почему топохимические реакции начинаются не на всей поверх-
24.1. ности, а на отдельных ее точках?
4. Как зависит скорость топохимических реакций от температуры?
5. Какой смысл имеет показатель степени n в уравнении Ерофеева?
41 42
