ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Предварительно рассчитанные объемы растворов K
2
S
2
O
8
и Na
2
S
2
O
3
смеши-
вают в пробирке или непосредственно в кювете колориметра, а затем вводят KI,
включая секундомер одновременно с перемешиванием раствора. Кювету поме-
щают в каретку колориметра, стрелку прибора устанавливают на нуль и наблю-
дают за оптической плотностью раствора D. После ее отклонения от нуля изме-
ряют несколько значений D в зависимости от времени t и экстраполяцией полу-
ченной функции D(t) к D = 0 находят величину τ, характеризующую момент
появления свободного йода в системе и используемую во всех последующих
расчетах.
Поскольку процедура регистрации τ достаточно точна, основным источни-
ком ошибок в работе является операция приготовления рабочих растворов, осо-
бенно если это делают прямо в кюветах колориметра, объем которых мал. В
связи с этим для приготовления растворов необходимо использовать пипетки
на 1-2 мл с ценой деления 0,01-0,02 мл. Для каждого из растворов (K
2
S
2
O
8
,
Na
2
S
2
O
3
, KI, NaCl или KNO
3
) следует использовать отдельную пипетку.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ, МЕТОДЫ РАСЧЕТА
И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Исследование кинетики реакции
1.1. Проводят серию из 4-6 опытов, в которых глубину превращения η из-
меняют в пределах 0,05–0,2 путем вариации соотношения [S
2
O
3
2–
]/[S
2
O
8
2–
], а
концентрацию KI поддерживают постоянной около 0,2-0,3 моль/л. Измеряют
время реакции τ и построением графика ln(1–η) от τ убеждаются, что реакция
имеет первый порядок по персульфату.
Результаты измерений заносят в таблицу 1. Величину константы скорости
k рассчитывают для каждого из опытов по уравнениям (17) — (17а), находят ее
среднее значение и ошибку измерений.
1.2. Во второй серии опытов изменяют концентрацию KI и, измеряя вели-
чины т, устанавливают порядок реакции по этому реагенту из графика 1/τ от
[КI]
0
. Величину η = const подбирают на основании первой серии опытов из со-
ображений удобства регистрации времени реакции (около 2-4 мин). Число экс-
периментов - как в п. 1.1.
Результаты опытов заносят в таблицу 2, рассчитывая, как и в задании 1.1,
величины k. Увеличение константы скорости и нелинейность графика при вы-
соких концентрациях KI могут быть обусловлены вкладом этой соли в ионную
силу раствора, которую целесообразно рассчитать с учетом концентраций всех
ионов и ввести в таблицу.
2. Изучение влияния среды на скорость реакции
2.1. Для изучения влияния ионной силы на константу скорости реакции
проводят серию опытов с добавлением одной из нейтральных солей (NaCl,
KNO
3
). Величины η и [КI]
0
оставляют постоянными, выбирая их на основании
результатов п. 1, чтобы время реакции в опыте без добавок нейтральной соли
составляло около 6-8 мин.
Предварительно рассчитанные объемы растворов K2S2O8 и Na2S2O3 смеши-
вают в пробирке или непосредственно в кювете колориметра, а затем вводят KI,
включая секундомер одновременно с перемешиванием раствора. Кювету поме-
щают в каретку колориметра, стрелку прибора устанавливают на нуль и наблю-
дают за оптической плотностью раствора D. После ее отклонения от нуля изме-
ряют несколько значений D в зависимости от времени t и экстраполяцией полу-
ченной функции D(t) к D = 0 находят величину τ, характеризующую момент
появления свободного йода в системе и используемую во всех последующих
расчетах.
Поскольку процедура регистрации τ достаточно точна, основным источни-
ком ошибок в работе является операция приготовления рабочих растворов, осо-
бенно если это делают прямо в кюветах колориметра, объем которых мал. В
связи с этим для приготовления растворов необходимо использовать пипетки
на 1-2 мл с ценой деления 0,01-0,02 мл. Для каждого из растворов (K2S2O8,
Na2S2O3, KI, NaCl или KNO3) следует использовать отдельную пипетку.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ, МЕТОДЫ РАСЧЕТА
И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Исследование кинетики реакции
1.1. Проводят серию из 4-6 опытов, в которых глубину превращения η из-
меняют в пределах 0,05–0,2 путем вариации соотношения [S2O32–]/[S2O82–], а
концентрацию KI поддерживают постоянной около 0,2-0,3 моль/л. Измеряют
время реакции τ и построением графика ln(1–η) от τ убеждаются, что реакция
имеет первый порядок по персульфату.
Результаты измерений заносят в таблицу 1. Величину константы скорости
k рассчитывают для каждого из опытов по уравнениям (17) — (17а), находят ее
среднее значение и ошибку измерений.
1.2. Во второй серии опытов изменяют концентрацию KI и, измеряя вели-
чины т, устанавливают порядок реакции по этому реагенту из графика 1/τ от
[КI]0. Величину η = const подбирают на основании первой серии опытов из со-
ображений удобства регистрации времени реакции (около 2-4 мин). Число экс-
периментов - как в п. 1.1.
Результаты опытов заносят в таблицу 2, рассчитывая, как и в задании 1.1,
величины k. Увеличение константы скорости и нелинейность графика при вы-
соких концентрациях KI могут быть обусловлены вкладом этой соли в ионную
силу раствора, которую целесообразно рассчитать с учетом концентраций всех
ионов и ввести в таблицу.
2. Изучение влияния среды на скорость реакции
2.1. Для изучения влияния ионной силы на константу скорости реакции
проводят серию опытов с добавлением одной из нейтральных солей (NaCl,
KNO3). Величины η и [КI]0 оставляют постоянными, выбирая их на основании
результатов п. 1, чтобы время реакции в опыте без добавок нейтральной соли
составляло около 6-8 мин.
