Работа № 27. Измерение скорости гидратации уксусного ангидрида методом кондуктометрии
Цель работы – использование метода кондуктометрии в кинетических исследованиях. Определение средней константы скорости реакции и её энергии активации.
Гидратация уксусного ангидрида протекает по уравнению (СH3СО)2O + Н2О →2CH3COOН. Эта реакция бимолекулярная, но в разбавленных растворах, когда концентрация воды велика и практически не меняется, она протекает как реакция первого порядка. Для измерения скорости этой реакции проводят измерение электропроводности раствора, которая пропорциональна концентрации уксусной кислоты и в ходе реакции значительно возрастает вследствие образования последней. Измерения электропроводности проводят с помощью реохордного моста или кондуктометра. Правила пользования прилагаются к самим приборам.
Порядок выполнения работы
1. Налить в сосуд для измерения электропроводности 15 мл дистиллированной воды и 2-3 мл уксусного ангидрида. Осторожно, не задевая электродов, перемешать содержимое сосуда стеклянной палочкой, закрыть сосуд крышкой и поместить в термостат с заданной температурой. 2. Провести измерения либо электрического сопротивления раствора с помощью реохордного моста, либо электропроводности с помощью кондуктометра. Измерения начинать не позднее, чем через 1-1,5 мин. от начала реакции. За начало реакции принять момент смешения ангидрида с водой. Произвести два-три измерения через 30 с, три-четыре измерения через 1 мин., два-три измерения через 5 мин. и два измерения через 10 мин. Постоянство сопротивления раствора или электропроводности указывает на конец реакции. 3. Записать результаты измерений в таблицу:
4. Построить график зависимости
5. Рассчитать константу скорости для трех-четырех измерений времени τ при установившемся режиме (в середине процесса) по кинетическому уравнению первого порядка. Учитывая, что увеличение электропроводности во времени пропорционально увеличению концентрации уксусной кислоты, а количество кислоты пропорционально количеству введенного в раствор уксусного ангидрида, можно считать, что наибольшая электропроводность, а следовательно и наименьшее сопротивление будет пропорционально начальной концентрации уксусного ангидрида. Тогда
где R0 − сопротивление раствора в момент начала реакции; Rτ − сопротивление в момент времени τ от начала реакции; R∞ − сопротивление, соответствующее последнему измерению. Величина R0 экспериментально не определяется, так как от начала реакции до первого измерения проходит некоторое время. Поэтому 6. Вычислить среднее значение константы скорости. 7. Определить константу скорости по графику как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс. 8. Сравнить константу, найденную графически с вычисленной. 9. Вычислить величину энергии активации данной реакции, зная, что при 0°C k = 0,027.
Работа № 28. ФОТОХИМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА Цель работы − изучение кинетики цепной фотохимической реакции разложения Н2О2с применением газометрического метода и определение константы нарастания скорости реакции. Оборудование Схема установки представлена на рис. 3.4.
Порядок выполнения работы
1. Налить в кварцевую колбу (1) определенное (по указанию преподавателя) количество дистиллированной воды и перекиси водорода. Соединить колбу с обратным холодильником (5), установив ее против отверстия (6) в защитном щите (7).
2. Пустить воду в холодильник. 3. Открыть кран (8) и с помощью уравнительного сосуда (4) установить уровень жидкости в бюретке (3) на нулевом делении. Повернуть кран (6) таким образом, чтобы бюретка была соединена с холодильником. Проверить герметичность прибора. 4. После включения лаборантом ртутно-кварцевой лампы (2) через 1-2 мин. открыть заслонку (9) и одновременно включить секундомер. 5. Отметить время, за которое выделится 1мл кислорода. Последующие измерения делать через каждые 2 мин. Когда скорость выделения кислорода достигнет 2 мл в 2 мин., делать замеры ежеминутно. Опыт прекратить, когда выделится 75−80 мл кислорода. 6. Записать результаты измерений в таблицу:
7. Вычислить скорость реакции в различные моменты времени c интервалом 2 мин. по формуле: 8. Построить график зависимости v = f(τ),откладывая время в минутах по оси абсцисс. По восходящей ветви построенной кривой взять значение vв различные моменты времени и построить график зависимости lnv = f(τ) 9. Определить константы Аиφпо уравнению (3.14), которое после логарифмирования принимает вид lnv = lnA + φτ. Это уравнение является уравнением прямой в системе координат lnV−τОтрезок, отсекаемый прямой на оси ординат при значении τ = 0, дает величину ln A, а тангенс угла наклона прямой к оси τ определяет величину φ.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|