ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
43
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 25
Определение порядка реакции окисления иодид-ионов
ионами трехвалентного железа
Цель работы: познакомиться с дифференциальным методом Вант-
Гоффа определения порядка реакции на примере ре-
акции окисления иодид-ионов ионами трехвалентно-
го железа.
Общие теоретические сведения
Для определения частных порядков по отношению к Fe
3+
и J
–
используют дифференциальный метод Вант-Гоффа. Допускают, что
начальная скорость реакции определяется уравнением
()()
12
3
00
FeJ
0
nn
dC
kCC
d
τ
τ
+−
=
−=
, (25.1)
где
(
)
3+
0
Fe
C
и
(
)
–
0
J
C
– начальные концентрации Fe
3+
и J
–
;
n
1
и n
2
– частные порядки.
После логарифмирования (25.1):
()()
3
00
12
FeJ
0
dC
lglgknlgCnlgC
d
τ
τ
+−
=
−=++
. (25.2)
Если в серии опытов изменяют начальную концентрацию ио-
нов трехвалентного железа, а концентрацию ионов иода сохраняют
постоянной (в избытке), то уравнение можно записать в виде:
()
3
0
21
Fe
0
dC
lgAnlgC
d
τ
τ
+
=
−=+
, (25.3)
где
(
)
0
22
J
AlgknlgC
−
=+
– постоянная величина.
Если же в серии опытов изменяют начальную концентрацию
иода, а концентрацию трехвалентного железа сохраняют постоянной
(в избытке), то уравнение (25.2) можно преобразовать к виду:
44
()
0
12
J
0
dC
lgAnlgC
d
τ
τ
−
=
−=+
, (25.4)
где
(
)
3
0
11
Fe
AlgknlgC
+
=+
– постоянная величина.
Уравнения (25.3) и (25.4) используются для определения част-
ных порядков по отношению к ионам трехвалентного железа и ионам
иода.
Реактивы и оборудование
Конические колбы – 4 шт., бюретки – 5 шт., секундомер.
0,025 М раствор KJ; 0,1 М раствор HCl; 0,1 М раствор КСl;
1/60 M раствор FeCl
3
; 0,01 н раствор Na
2
S
2
O
3
; 1%-й раствор крахмала.
Порядок выполнения работы
I. Определение частного порядка по отношению к Fe
3+
1. В четыре колбы наливают растворы FeCl
3
, HCl, KCl и дис-
тиллированную воду в тех соотношениях, которые указаны в таблице
25.1.
Таблица 25.1
Рабочие растворы реагентов
Растворы, мл Колба 1 Колба 2 Колба 3 Колба 4
1/60 M FeCl
3
10 20 30 40
0,1 М HCl 10 10 10 10
0,1 М КСl 40 30 20 10
H
2
O 20 20 20 20
2. В первую колбу добавляют несколько капель 1%-го раствора
крахмала, 20 мл 0,025 М раствора KJ, раствор энергично встряхива-
ют. Момент вливания раствора KJ из бюретки в колбу принимают за
начало реакции (включают секундомер). Выделившийся иод в ре-
зультате протекания реакции взаимодействует с крахмалом, и реак-
ционная смесь окрашивается в синий цвет. Записывают время по-
явления синей окраски.
3. Через 2 мин после начала реакции в реакционную смесь вли-
вают 0,01 н Na
2
S
2
O
3
до исчезновения синей окраски. Отмечают на
dC ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 25 lg − dτ = A1 + n2 lg C τ = 0 0 ( ) J− , (25.4) Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа ( ) где A1 = lg k + n1 lg C 0 Fe3+ – постоянная величина. Уравнения (25.3) и (25.4) используются для определения част- Цель работы: познакомиться с дифференциальным методом Вант- ных порядков по отношению к ионам трехвалентного железа и ионам Гоффа определения порядка реакции на примере ре- иода. акции окисления иодид-ионов ионами трехвалентно- го железа. Реактивы и оборудование Конические колбы – 4 шт., бюретки – 5 шт., секундомер. Общие теоретические сведения 0,025 М раствор KJ; 0,1 М раствор HCl; 0,1 М раствор КСl; Для определения частных порядков по отношению к Fe3+ и J– 1/60 M раствор FeCl3; 0,01 н раствор Na2S2O3; 1%-й раствор крахмала. используют дифференциальный метод Вант-Гоффа. Допускают, что начальная скорость реакции определяется уравнением Порядок выполнения работы dC I. Определение частного порядка по отношению к Fe3+ ( ) (C ) n1 n2 − =k C 0 0 , (25.1) 1. В четыре колбы наливают растворы FeCl3, HCl, KCl и дис- τ Fe3+ J− d τ =0 тиллированную воду в тех соотношениях, которые указаны в таблице 25.1. где (C ) 0 Fe3+ и (C ) 0 J– – начальные концентрации Fe3+ и J–; Таблица 25.1 n1 и n2 – частные порядки. Рабочие растворы реагентов После логарифмирования (25.1): Растворы, мл Колба 1 Колба 2 Колба 3 Колба 4 1/60 M FeCl3 10 20 30 40 dC lg − = lg k + n1 lg C dτ τ = 0 0 ( ) Fe3 + + n2 lg C 0 ( ) J− . (25.2) 0,1 М HCl 0,1 М КСl 10 40 10 30 10 20 10 10 H2O 20 20 20 20 Если в серии опытов изменяют начальную концентрацию ио- нов трехвалентного железа, а концентрацию ионов иода сохраняют 2. В первую колбу добавляют несколько капель 1%-го раствора постоянной (в избытке), то уравнение можно записать в виде: крахмала, 20 мл 0,025 М раствора KJ, раствор энергично встряхива- ют. Момент вливания раствора KJ из бюретки в колбу принимают за dC lg − dτ = A2 + n1 lg C τ = 0 0 ( ) Fe3 + , (25.3) начало реакции (включают секундомер). Выделившийся иод в ре- зультате протекания реакции взаимодействует с крахмалом, и реак- ционная смесь окрашивается в синий цвет. Записывают время по- где A2 = lg k + n2 lg C 0( ) J− – постоянная величина. явления синей окраски. 3. Через 2 мин после начала реакции в реакционную смесь вли- Если же в серии опытов изменяют начальную концентрацию вают 0,01 н Na2S2O3 до исчезновения синей окраски. Отмечают на иода, а концентрацию трехвалентного железа сохраняют постоянной (в избытке), то уравнение (25.2) можно преобразовать к виду: 43 44