ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
I
2
+ 2 S
2
O
3
2–
→ 2 I
–
+ S
4
O
6
2–
. (13)
Из (13) следует, что свободный йод появится в системе только тогда, когда
израсходуется весь добавленный тиосульфат, а до этого концентрация I
3
¯
и
ионная сила будут оставаться постоянными. Глубину превращения S
2
O
8
2–
в этот
момент можно найти из уравнения реакции, которое получим, суммируя (1) и
(13), т.е.
S
2
O
8
2–
+ 2 S
2
O
3
2–
→ 2SO
4
2–
+ S
4
O
6
2–
. (14)
Отсюда легко установить, что при исчерпании всего введенного тиосуль-
фата степень превращения S
2
O
8
2–
составит
η = [S
2
O
3
2–
]
0
/2[S
2
0
8
2–
]
0
. (15)
Важно подчеркнуть, что реакция (14) не идет в отсутствие I
–
, и участвую-
щие в ней реагенты можно смешивать.
Из сказанного следует, что в результате указанного приема реакция (1) бу-
дет протекать по первому порядку относительно S
2
O
8
2–
:
d[S
2
O
8
2–
]/dt = k [I
–
]
0
[S
2
O
8
2–
] = k′[ S
2
O
8
2–
] (16)
с константой скорости
k′ = – (1/τ)ln(1–η) = k [I
–
]
0
, (17)
откуда
k = k′/[I
–
]
0
, (17а)
где [I
–
]
0
— начальная концентрация иодида в системе, τ – время от смешения
реагентов до момента появления окраски иода, а η — глубина превращения
S
2
O
8
2–
в этот момент, определяемая уравнением (15).
Момент появления окраски иода легко регистрируется с помощью фото-
метра или даже визуально.
Необходимо еще раз подчеркнуть, что измеряемая константа скорости k, а
также все полученные на ее основе величины относятся к лимитирующей ста-
дии (2).
ПОРЯДОК РАБОТЫ
Для выполнения работы студенты используют заранее приготовленные
растворы реагентов (K
2
S
2
O
8
, Na
2
S
2
O
3
) и нейтральных солей (NaCl, KNO
3
), ис-
пользуемых для изменения ионной силы растворов. Раствор KI с концентраци-
ей 0,5 моль/л готовят непосредственно перед экспериментами, поскольку он не-
стабилен при хранении на воздухе и на свету. Раствор KI должен быть бесцвет-
ным. Для приготовления рабочих растворов применяют пипетки, мерные колбы
и пробирки. В связи с низкими концентрациями растворов изменением плотно-
сти при их смешении можно пренебречь.
Для измерения оптической плотности растворов в работе используется
также фотоэлектрический колориметр типа KF-77, с описанием работы которо-
го необходимо ознакомиться перед началом измерений. Время реакции регист-
рируют с помощью секундомера.
I2 + 2 S2O32– → 2 I– + S4O62–. (13)
Из (13) следует, что свободный йод появится в системе только тогда, когда
израсходуется весь добавленный тиосульфат, а до этого концентрация I3¯ и
ионная сила будут оставаться постоянными. Глубину превращения S2O82– в этот
момент можно найти из уравнения реакции, которое получим, суммируя (1) и
(13), т.е.
S2O82– + 2 S2O32– → 2SO42– + S4O62–. (14)
Отсюда легко установить, что при исчерпании всего введенного тиосуль-
фата степень превращения S2O82– составит
η = [S2O32–]0/2[S2082–]0. (15)
Важно подчеркнуть, что реакция (14) не идет в отсутствие I–, и участвую-
щие в ней реагенты можно смешивать.
Из сказанного следует, что в результате указанного приема реакция (1) бу-
дет протекать по первому порядку относительно S2O82–:
d[S2O82–]/dt = k [I–]0[S2O82–] = k′[ S2O82–] (16)
с константой скорости
k′ = – (1/τ)ln(1–η) = k [I–]0, (17)
откуда
k = k′/[I–]0, (17а)
где [I–]0 — начальная концентрация иодида в системе, τ – время от смешения
реагентов до момента появления окраски иода, а η — глубина превращения
S2O82– в этот момент, определяемая уравнением (15).
Момент появления окраски иода легко регистрируется с помощью фото-
метра или даже визуально.
Необходимо еще раз подчеркнуть, что измеряемая константа скорости k, а
также все полученные на ее основе величины относятся к лимитирующей ста-
дии (2).
ПОРЯДОК РАБОТЫ
Для выполнения работы студенты используют заранее приготовленные
растворы реагентов (K2S2O8, Na2S2O3) и нейтральных солей (NaCl, KNO3), ис-
пользуемых для изменения ионной силы растворов. Раствор KI с концентраци-
ей 0,5 моль/л готовят непосредственно перед экспериментами, поскольку он не-
стабилен при хранении на воздухе и на свету. Раствор KI должен быть бесцвет-
ным. Для приготовления рабочих растворов применяют пипетки, мерные колбы
и пробирки. В связи с низкими концентрациями растворов изменением плотно-
сти при их смешении можно пренебречь.
Для измерения оптической плотности растворов в работе используется
также фотоэлектрический колориметр типа KF-77, с описанием работы которо-
го необходимо ознакомиться перед началом измерений. Время реакции регист-
рируют с помощью секундомера.
