ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Для проведения опыта в ячейку, находящуюся при заданной температуре,
вводят 3 мл раствора NaOH, и такое же количество раствора этилацетата поме-
щают в пробирке в термостат. После термостатирования в течение 5 минут рас-
творы быстро и тщательно смешивают в ячейке, одновременно включая секун-
домер. В начальной стадии реакции сопротивление измеряют как можно чаще
(каждые 30-60 с), затем через 2-3 мин и далее через 5-10 мин, прекращая их че-
рез 20-40 мин, когда прирост R за очередной интервал оказывается сравнимым
с погрешностью измерений.
Для расчета константы скорости используют по рекомендации преподава-
теля уравнения (19) или (21). В первом случае величину R
∞
измеряют, исполь-
зуя раствор ацетата натрия как единственного проводящего продукта реакции
(5). Итоговый график оказывается все же чувствительным к небольшим по-
грешностям в приготовлении реакционной смеси, особенно по мере прибли-
жения R к R
∞
, т.е. к концу реакции. От этого недостатка свободен метод, осно-
ванный на уравнении (21), где необходимую в расчетах величину R
0
получают
экстраполяцией 1/R к нулевому времени; надежность этой экстраполяции опре-
деляется, очевидно, быстротой смешения реагентов и частотой измерений в на-
чальной стадии реакции.
Смешение равных объемов растворов реагентов приводит к эквимолярной
смеси с [ОН
–
]
0
= [СН
3
С(О)ОC
2
H
5
]
0
= 0,01 моль/л. Смеси с другими начальными
концентрациями можно получить, разбавляя эквимолярную смесь реагентов
водой, т.е. смешивая, например, растворы щелочи, этилацетата и воду в объе-
мах по 2,0 мл, 1,5, 1,5 и 3,0 мл и т.д. Измерения кинетики в этой серии опытов
позволит установить независимость константы скорости от разбавления или,
что то же, соответствие характерного времени τ уравнению (18'). Эти опыты
целесообразно проводить в верхней части рекомендуемого температурного ин-
тервала, поскольку с разбавлением реакция замедляется.
Измеряя константы скорости реакции в некотором интервале температур,
находят величины E и k
0
.
ЗАДАНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Провести измерения константы скорости реакции при 4-5 значениях
температуры в интервале 305-350 К. Кинетические данные представить в виде
графиков в координатах уравнений (19) или (21). Величины констант скорости
найти из полученных линейных диаграмм методом наименьших квадратов с
расчетом среднеквадратичных ошибок или коэффициентов корреляции для не-
которых из опытов. Величины полученных констант скорости привести в фор-
ме таблицы.
2. В одной из температурных точек выполнить те же эксперименты (2–3
опыта) при разбавлении реакционной системы водой (при постоянном объеме),
представив данные в виде таблицы, где приведены величины [ОН
–
]
0
, τ и k.
3. Температурную зависимость константы скорости представить в коорди-
натах ln(k) 1/T и определить из нее величины энергии активации E и предэкс-÷
поненциального множителя k
0
. Рассчитать фактор соударений Z
o
и стерический
множитель р. Сопоставить величины k
0
и р с теоретическими, принимая во
Для проведения опыта в ячейку, находящуюся при заданной температуре,
вводят 3 мл раствора NaOH, и такое же количество раствора этилацетата поме-
щают в пробирке в термостат. После термостатирования в течение 5 минут рас-
творы быстро и тщательно смешивают в ячейке, одновременно включая секун-
домер. В начальной стадии реакции сопротивление измеряют как можно чаще
(каждые 30-60 с), затем через 2-3 мин и далее через 5-10 мин, прекращая их че-
рез 20-40 мин, когда прирост R за очередной интервал оказывается сравнимым
с погрешностью измерений.
Для расчета константы скорости используют по рекомендации преподава-
теля уравнения (19) или (21). В первом случае величину R∞ измеряют, исполь-
зуя раствор ацетата натрия как единственного проводящего продукта реакции
(5). Итоговый график оказывается все же чувствительным к небольшим по-
грешностям в приготовлении реакционной смеси, особенно по мере прибли-
жения R к R∞, т.е. к концу реакции. От этого недостатка свободен метод, осно-
ванный на уравнении (21), где необходимую в расчетах величину R0 получают
экстраполяцией 1/R к нулевому времени; надежность этой экстраполяции опре-
деляется, очевидно, быстротой смешения реагентов и частотой измерений в на-
чальной стадии реакции.
Смешение равных объемов растворов реагентов приводит к эквимолярной
смеси с [ОН–]0 = [СН3С(О)ОC2H5]0 = 0,01 моль/л. Смеси с другими начальными
концентрациями можно получить, разбавляя эквимолярную смесь реагентов
водой, т.е. смешивая, например, растворы щелочи, этилацетата и воду в объе-
мах по 2,0 мл, 1,5, 1,5 и 3,0 мл и т.д. Измерения кинетики в этой серии опытов
позволит установить независимость константы скорости от разбавления или,
что то же, соответствие характерного времени τ уравнению (18'). Эти опыты
целесообразно проводить в верхней части рекомендуемого температурного ин-
тервала, поскольку с разбавлением реакция замедляется.
Измеряя константы скорости реакции в некотором интервале температур,
находят величины E и k0.
ЗАДАНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Провести измерения константы скорости реакции при 4-5 значениях
температуры в интервале 305-350 К. Кинетические данные представить в виде
графиков в координатах уравнений (19) или (21). Величины констант скорости
найти из полученных линейных диаграмм методом наименьших квадратов с
расчетом среднеквадратичных ошибок или коэффициентов корреляции для не-
которых из опытов. Величины полученных констант скорости привести в фор-
ме таблицы.
2. В одной из температурных точек выполнить те же эксперименты (2–3
опыта) при разбавлении реакционной системы водой (при постоянном объеме),
представив данные в виде таблицы, где приведены величины [ОН–]0, τ и k.
3. Температурную зависимость константы скорости представить в коорди-
натах ln(k) ÷ 1/T и определить из нее величины энергии активации E и предэкс-
поненциального множителя k0. Рассчитать фактор соударений Zo и стерический
множитель р. Сопоставить величины k0 и р с теоретическими, принимая во
