ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
17
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 18
Определение константы скорости реакции первого порядка
Цель работы: ознакомиться с закономерностями протекания гомо-
генных реакций на примере окисления иодид-ионов
пероксидом водорода и определить константу скоро-
сти реакции расчетным методом.
Общие теоретические сведения
Скорость окисления иодид-ионов пероксидом водорода в кис-
лой среде определяется скоростью реакции:
2 HJ + H
2
O
2
→ J
2
+ 2 H
2
O.
Поскольку концентрация ионов H
+
постоянна (кислота вводит-
ся в большом избытке), скорость реакции зависит только от концент-
рации пероксида водорода:
22
22
HO
HO
dC
kC
dt
υ =−=;
22
22
0
HO
HO
1
C
kln
Cτ
=−
,
где υ – скорость реакции, [концентрация]/[время];
22
0
HO
C – концен-
трация пероксида водорода, [концентрация] в начальный момент
времени;
22
HO
C – концентрация пероксида водорода, [концентра-
ция]; k – константа скорости реакции, [время
–1
].
За скоростью реакции можно следить, отмечая время, за кото-
рое образовавшийся J
2
прореагирует с определенным количеством
тиосульфата натрия в разные промежутки времени от начала реак-
ции:
J
2
+ 2 Na
2
S
2
O
3
→ 2 NaJ + Na
2
S
4
O
6
.
По этой реакции иодид-ионы возвращаются в реакционную
смесь.
Реактивы и оборудование
Секундомер; пипетки 20 и 10 мл; колба коническая 500 мл; бю-
ретка; мерный цилиндр.
KJ (сухой), 1 М раствор H
2
SO
4
; 0,1 н раствор Na
2
S
2
O
3
; 0,1 н рас-
твор H
2
O
2
; раствор крахмала 1%-й.
18
Порядок выполнения работы
1. Приготовить раствор, смешав 2 г KJ с 400 мл воды, приба-
вить к нему 20 мл 1 н раствора H
2
SO
4
.
2. К приготовленной смеси прибавить из бюретки 0,5 мл рас-
твора тиосульфата натрия, немного крахмала и быстро влить 10,0 мл
раствора пероксида водорода.
3. В момент появления синего окрашивания включить секун-
домер и не выключать его до окончания работы.
4. Быстро влить в смесь 0,5 мл раствора тиосульфата натрия и
отметить время появления синей окраски. Повторить то же самое
10÷12 раз, вливая после каждого посинения раствора по 0,5 мл рас-
твора тиосульфата натрия.
Обработка результатов измерений и содержание отчета
1. Экспериментальные данные внести в таблицу.
Таблица 18.1
Экспериментальные результаты
№ измерения
τ, с Vτ, мл
k, c
–1
к
ср
., c
–1
2. Рассчитать константу скорости реакции первого порядка для
каждого промежутка времени:
105
a,
kln
aV
τ
τ
−
=
−
,
где a – объем раствора H
2
O
2
(мл);
V
τ
– объем добавленного к моменту
времени τ раствора Na
2
S
2
O
3
(мл).
3. Рассчитать k
ср
, стандартное отклонение и коэффициент ва-
риации.
4. Сделать вывод по работе.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение скорости химической реакции. Какие факторы
влияют на скорость и константу скорости реакции?
2. Запишите основной закон кинетики. Каков физический смысл
константы скорости реакции?
Порядок выполнения работы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 18 1. Приготовить раствор, смешав 2 г KJ с 400 мл воды, приба-
вить к нему 20 мл 1 н раствора H2SO4.
Определение константы скорости реакции первого порядка 2. К приготовленной смеси прибавить из бюретки 0,5 мл рас-
твора тиосульфата натрия, немного крахмала и быстро влить 10,0 мл
Цель работы: ознакомиться с закономерностями протекания гомо- раствора пероксида водорода.
генных реакций на примере окисления иодид-ионов 3. В момент появления синего окрашивания включить секун-
пероксидом водорода и определить константу скоро- домер и не выключать его до окончания работы.
сти реакции расчетным методом. 4. Быстро влить в смесь 0,5 мл раствора тиосульфата натрия и
отметить время появления синей окраски. Повторить то же самое
Общие теоретические сведения 10÷12 раз, вливая после каждого посинения раствора по 0,5 мл рас-
Скорость окисления иодид-ионов пероксидом водорода в кис- твора тиосульфата натрия.
лой среде определяется скоростью реакции:
2 HJ + H2O2 → J2 + 2 H2O. Обработка результатов измерений и содержание отчета
Поскольку концентрация ионов H+ постоянна (кислота вводит- 1. Экспериментальные данные внести в таблицу.
ся в большом избытке), скорость реакции зависит только от концент- Таблица 18.1
рации пероксида водорода: Экспериментальные результаты
0
dCH 2 O 2 1 CH 2 O 2 № измерения τ, с Vτ, мл k, c–1 кср., c–1
υ=− = kCH 2O 2 ; k = − ln ,
dt τ CH 2 O 2
где υ – скорость реакции, [концентрация]/[время]; CH0 2 O 2 – концен-
2. Рассчитать константу скорости реакции первого порядка для
трация пероксида водорода, [концентрация] в начальный момент каждого промежутка времени:
времени; CH 2 O 2 – концентрация пероксида водорода, [концентра- 1 a − 0,5
k = ln ,
ция]; k – константа скорости реакции, [время–1]. τ a − Vτ
За скоростью реакции можно следить, отмечая время, за кото-
где a – объем раствора H2O2 (мл); Vτ – объем добавленного к моменту
рое образовавшийся J2 прореагирует с определенным количеством
тиосульфата натрия в разные промежутки времени от начала реак- времени τ раствора Na2S2O3 (мл).
ции: 3. Рассчитать kср , стандартное отклонение и коэффициент ва-
J2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaJ + Na2S4O6. риации.
По этой реакции иодид-ионы возвращаются в реакционную 4. Сделать вывод по работе.
смесь.
Реактивы и оборудование Контрольные вопросы
Секундомер; пипетки 20 и 10 мл; колба коническая 500 мл; бю- 1. Дайте определение скорости химической реакции. Какие факторы
ретка; мерный цилиндр. влияют на скорость и константу скорости реакции?
KJ (сухой), 1 М раствор H2SO4; 0,1 н раствор Na2S2O3; 0,1 н рас- 2. Запишите основной закон кинетики. Каков физический смысл
твор H2O2; раствор крахмала 1%-й. константы скорости реакции?
17 18
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
