КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Б) Определение порядка реакции по отношению к I-.
1. Приготовить четыре смеси с растворами KI, HNO3, KNO3 и дистиллированной водой, взятых в указанных в таблице 5.4.2б количествах.
2. Добавить в первую смесь 2 мл 0,03 М раствора Fe(NO3)3 , перемешать и отметить начало реакции (включить секундомер). Раствор быстро налить в кювету фотометра и измерять пропускание (Т%) реакционного раствора в течение 8 минут.
3. Аналогичные опыты провести со всеми растворами 1-4.
4. Построить кинетические зависимости D = f(t) и зависимости 1/D = f (1/t), из которых рассчитать начальные скорости реакции Wo (в условных
величинах) для всех четырех растворов.
Таблица 5.4.2а
Растворы и их состав (объемы электролитов V, мл)
| Растворы | №1 | №2 | №3 | №4 | |||||||||
| Fe(NO3)2 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | |||||||||
| HNO3 | |||||||||||||
| KNO3 | 3,0 | 2,0 | 1,0 | 0,3 | |||||||||
| Н2О | 3,5 | 3,0 | 4,0 | 4,7 | |||||||||
| Кинетика реакции после добавления 2 мл 0,05 М KI: Со (I-) =……. | |||||||||||||
| t | 1/t | T | D | 
| T | D | 
| T | D |
| T | D |
|
| Wo (D) | |||||||||||||
| lnWo | |||||||||||||
| Co (Fe3+) | |||||||||||||
| lnCo | |||||||||||||
| J | |||||||||||||
| Порядок реакции: n (Fe3+) = …… |
5. По результатам таблиц 5.4.2 построить графики:
а) 
и 
;
б) 
и 
.
6. Порядки реакции по соответствующему реагенту определить по методу Вант-Гоффа, как тангенс угла наклона зависимостей In Wo - In Co. Порядок реакции в целом равен n = n (Fe+3) + n (I-).
Примечание.Для не слишком концентрированных растворов при расчете ионной силы J вместо моляльнои концентрации можно использовать молярную концентрацию.
Таблица 5.4.2б
Растворы и их состав (объемы электролитов V, мл)
| Растворы | №1 | №2 | №3 | №4 | |||||||||
| KI | |||||||||||||
| HNO3 | |||||||||||||
| KNO3 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | |||||||||
| Н2О | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | |||||||||
| Кинетика реакции после добавления 2мл 0,03М Fe(NO3)3 : Со (Fe3+) =……. | |||||||||||||
| t | 1/t | T | D |
| T | D |
| T | D |
| T | D |
|
| Wo (D) | |||||||||||||
| lnWo | |||||||||||||
| Co (Fe3+) | |||||||||||||
| lnCo | |||||||||||||
| J | |||||||||||||
| Порядок реакции: n (I-) = …… |
6. Анализ механизма реакции.Сравнить экспериментальные порядки реакции с порядками кинетического уравнения, полученного теоретически в предположении следующего механизма реакции :
1) 
;
2) 
5.60
Реакция протекает в две стадии с константами 
(константа равновесия стадии 1) и k2 - для стадии 2.
Кинетическое уравнение реакции можно получить двумя способами. В первом способе можно предположить, что стадия 2- лимитирующая. Такой анализ приведен в лабораторной работе №5.2 «Изучение кинетики гомогенного каталитического разложения перекиси водорода на К2Сг2О7». Получите кинетическое уравнение по аналогии.
Часто промежуточное вещество находится не в равновесии с исходными веществами, а устанавливается лишь стационарное состояние, при котором скорость образования промежуточного продукта равна скорости его расходования. По второму способу анализа реакции к промежуточному веществу I2-можно применить условие стационарности , то есть dI2-/dt =0.
II. Определение зависимости константы скорости реакции от ионной силы раствора.
1. Приготовить четыре смеси растворов Fe(NO3)3, HNO3 и KNO3 в соотношениях указанных в табл.5.4.3. После добавления в смесь 2 мл KI раствор перемешать, включить секундомер, быстро заполнить кювету фотометра и измерить пропускание.
2. Получить зависимости D = f(t) и 1/D = f(l/t), из которых определить начальные скорости реакции Wo.
3. Рассчитать ионную силу реакционных растворов J.
4. По уравнению 
(5.8) с учетом порядков реакции по реагентам, полученных в задании №1, найти константы скорости реакции k и Ink.
5. Построить зависимость Ink от 
. Эта зависимость должна быть линейной с тангенсом угла наклона, равным 1,02 zAzB (см. уравнение 5.55). Сравнить рассчитанный и полученный графически тангенс. Линейная зависимость Ink - 
, как правило, хорошо выполняется. При высоких концентрациях реагентов возможно расхождение между теоретическими и опытными данными, что связано с отклонениями от закона Бутера-Ламберта-Беера (5.56).
Таблица 5.4.3
Влияние ионной силы раствора на константу скорости реакции 2 Fe(NO3)3 + 2 KI= 2 Fe(NO3)2+ 2 KNO3+ I2
Растворы и их состав (объемы электролитов V, мл)
| Растворы | №1 | №2 | №3 | №4 | |||||||||
| Fe(NO3)3 | |||||||||||||
| HNO3 | |||||||||||||
| KNO3 | 2,5 | 2,0 | 3,5 | 5,0 | |||||||||
| Н2О | 5,5 | 4,0 | 2,5 | 1,0 | |||||||||
| Кинетика реакции после добавления 2мл 0,05 М KI : Со (Fe3+) =…….Со (I-) =……. | |||||||||||||
| t | 1/t | T | D |
| T | D |
| T | D |
| T | D |
|
| Wo (D) | |||||||||||||
| lnWo | |||||||||||||
| k | |||||||||||||
| lnk | |||||||||||||
| J | |||||||||||||
|
Примечание: Если порядки реакции по Fe3+ и I- не определены, то проверяют зависимость начальной скорости реакции от ионной силы раствора по графику In Wo - . В этом случае уравнение 
(5.55) можно представить как
или
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТЕ 5.4
Перед выполнением работы:
1. К какому типу реакций относится исследуемая реакция окисления иодид-ионов ионами Fe+3 (по молекулярное, обратимости, реакция сложная или простая, каталитическая или некаталитическая и т.д.)? С какой целью
в реакционную смесь добавляют растворы HNO3 и KNO3?
2. Назовите методы определения порядков реакции. Какие требуются экспериментальные данные?
3. Как определяется количество йода, образующегося в ходе реакции ?
4. Как рассчитываются начальная скорость реакции и константа скорости реакции?
5. С чем связано влияние состава реакционной смеси (присутствия других электролитов) на константу скорости реакции?
6. Нарисуйте (схематично) зависимость константы скорости реакции между ионами для а) взаимодействия двух катионов, б) двух анионов, в) катиона и аниона.
К защите работы:
1. Сформулируйте закон действующих масс. Каков физический смысл константы скорости реакции ?
2. Почему скорость химической реакции максимальна при стехиометрическом соотношении компонентов ?
3. Приведите примеры простых и сложных реакций. Что понимают под механизмом сложной реакции?
4. В чем заключается метод стационарных концентраций? Какая стадия реакции называется лимитирующей?
5. Почему на константу скорости реакции оказывает влияние ионная сила раствора (J)? Как рассчитывается значение J?
6. Какой физический смысл имеют параметры линейной регрессии а и b уравнения 
?
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 92; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |