Разложение пероксида водорода с участием ионов металлов переменной валентности. Козлов Ю.Н - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

М), pH 1,0÷1,7. В работе используются только нитратные либо перхлоратные
соли, поскольку ионы Сl
–
и SO
4
2–
образуют комплексы с ионами железа.
ЗАДАНИЕ 1.
1. Изучить зависимости начальной стационарной скорости разложения
H
2
O
2
от исходных концентраций Fe
3+
, H
2
O
2
, H
+
.
2. В рамках предложенной кинетической схемы и на основании получен-
ных экспериментальных данных установись основную реакцию обрыва цепи.
3. Рассчитать константу скорости реакции обрыва, приняв k
1
= 68 M
–1
·c
–1
,
k
2
= 1,7·10
7
M
–1
·c
–1
, k
3
= 4·10
8
M
–1
·c
–1
, k
i
= 1,6·10
–3
c
–1
.
4. Зная константу равновесия образования из Fe
3+
и H
2
O
2
комплекса
FeHO
2
2+
и константу скорости его распада на Fe
2+
и HO
2
, и образования из этих
частиц (методом импульсного радиолиза установлено, что лимитирующей
стадией взаимодействия Fe
2+
с HO
2
является образование комплекса FeHO
2
2+
):
2
.
2
2
222
3
1
OHFe
HFeHOOHFe
ii
kk
+
+↔+
+
+
↓↑
+
+
−
приняв φ (Fe
3+
/ Fe
2+
) = 0,771В, рассчитайте одноэлектронный редокс–потенциал
окисления H
2
O
2
φ(H
2
O
2
/HÓ
2
+
H
+
). Используя величину константы равновесия
кислотной диссоциации H
2
O
2
(H
2
O
2
↔ H
+
+ HO
2
–
k = 4·10
–12
M) рассчитайте
φ(HO
2
–
/ HO
2
).
ЗАДАНИЕ 2
1. Изучить зависимости начальной стационарной скорости разложения
H
2
O
2
от начальных концентраций Fe
3+
, H
2
O
2
, H
+
.
2. В рамках предложенной кинетической схемы на основании полученных
экспериментальных данных установить основную реакцию обрыва цепи.
3. Приняв для константы скорости обрыва цепи значение 2·10
–6
М
–1
·с
–1
,
рассчитайте константу скорости реакции инициирования.
(k
1
= 68 М
–1
·с
–1
, k
2
= 1,7·10
7
М
–1
·с
–1
, k
3
= 4·10
8
М
–1
·с
–1
).
4. Сравните стационарную концентрацию HO
2
радикалов с величиной
соответствующей термодинамическому равновесию
+++
++↔+ HOHFeOHFe
2
.
2
22
3
Сопоставление проведите для pH 1,5 и 2,0. Рассчитайте время установления
стационарного режима реакции.
ЗАДАНИЕ 3
1. Изучить зависимость начальной стационарной скорости разложения
H
2
O
2
от начальных концентраций Fe
3+
, H
2
O
2
, H
+
.
2. В рамках предложенной кинетической схемы на основании полученных
экспериментальных данных установить основную реакцию обрыва цепи.
7
М), pH 1,0÷1,7. В работе используются только нитратные либо перхлоратные
соли, поскольку ионы Сl– и SO42– образуют комплексы с ионами железа.

                                             ЗАДАНИЕ 1.
     1. Изучить зависимости начальной стационарной скорости разложения
H2O2 от исходных концентраций Fe3+, H2O2, H+.
     2. В рамках предложенной кинетической схемы и на основании получен-
ных экспериментальных данных установись основную реакцию обрыва цепи.
     3. Рассчитать константу скорости реакции обрыва, приняв k1 = 68 M–1·c–1,
k2 = 1,7·107 M–1·c–1, k3 = 4·108 M–1·c–1, ki = 1,6·10–3 c–1.
     4. Зная константу равновесия образования из Fe3+ и H2O2 комплекса
FeHO22+ и константу скорости его распада на Fe2+ и HO2, и образования из этих
частиц (методом импульсного радиолиза установлено, что лимитирующей
стадией взаимодействия Fe2+ с HO2 является образование комплекса FeHO22+):
                                        2+
        Fe 3+ + H 2 O2 ↔ FeHO2 + H +
                           ki ↓↑ ki−1
                                                 .
                          Fe 2+ + H O 2
приняв φ (Fe3+/ Fe2+) = 0,771В, рассчитайте одноэлектронный редокс–потенциал
окисления H2O2 φ(H2O2/HÓ2 + H+). Используя величину константы равновесия
кислотной диссоциации H2O2 (H2O2 ↔ H+ + HO2– k = 4·10–12M) рассчитайте
φ(HO2–/ HO2).

                                             ЗАДАНИЕ 2
    1. Изучить зависимости начальной стационарной скорости разложения
H2O2 от начальных концентраций Fe3+, H2O2, H+.
    2. В рамках предложенной кинетической схемы на основании полученных
экспериментальных данных установить основную реакцию обрыва цепи.
    3. Приняв для константы скорости обрыва цепи значение 2·10–6 М–1·с–1,
рассчитайте константу скорости реакции инициирования.
    (k1 = 68 М–1·с–1, k2 = 1,7·107 М–1·с–1, k3 = 4·108 М–1·с–1).
    4. Сравните стационарную концентрацию HO2 радикалов с величиной
соответствующей термодинамическому равновесию
                                             .
        Fe 3+ + H 2 O2 ↔ Fe 2+ + H O 2 + H +
Сопоставление проведите для pH 1,5 и 2,0. Рассчитайте время установления
стационарного режима реакции.

                                             ЗАДАНИЕ 3
    1. Изучить зависимость начальной стационарной скорости разложения
H2O2 от начальных концентраций Fe3+, H2O2, H+.
    2. В рамках предложенной кинетической схемы на основании полученных
экспериментальных данных установить основную реакцию обрыва цепи.

                                                     7

Страницы