III. Определение константы равновесия и константы скорости реакции разложения перекиси водорода.

Для расчета константы равновесия и константы скорости реакции используют уравнение (5.34).

Уравнение (5.34) можно преобразовать в линейную форму, взяв обратное значение скорости:

5.39

Из графика в координатах по тангенсу угла наклона прямой при известной исходной концентрации катализатора находят произведение k₂K₁, а по отрезку, отсекаемому на оси ординат, значение k₂.

Порядок проведения опыта:

1. Провести кинетический опыт, как описано в п.п.А.1-8 (концентрации перекиси водорода и катализатора указываются преподавателем). Получить зависимость количества выделившегося кислорода от времени. Результаты записать в таблицу 5.2.1.

2. Построить кинетическую кривую в координатах . Из кривой для 6-7 значений t графическим дифференцированием определить величину .

3. По формуле (5.36) вычислить скорость реакции .

4. По формуле (5.35) рассчитать максимальный объем кислорода , который может выделиться при полном разложении заданной концентрации.

5. Учитывая, что концентрация перекиси водорода в момент времени t пропорциональна величине рассчитать концентрацию по формуле (5.40)

5.40

6. Результаты вычислений записать в таблицу 5.2.4. Построить зависимость от . Тангенс угла наклона прямой позволяет найти произведение , а отрезок, отсекаемый на оси ординат, значение , см. уравнение (5.39). Из найденных произведений, зная концентрацию катализатора, найти величины и .

Таблица 5.2.4

………………. ……………….

……………. ……………..

…………………… ……………….

t,мин.

…………….

……………

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТЕ 5.2

Перед выполнением работы:

1. Расскажите последовательность подготовки системы к работе и порядок проведения опыта.

2. Какие концентрации рабочих растворов и растворов катализатора следует приготовить для работы?

3. Как проверить установку на герметичность?

4. Как рассчитать максимально возможный объём кислорода, который может выделиться в результате разложения ?

5. Запишите реакции, протекающие в системе при разложении перекиси водорода раствором бихромата калия.

6. Как определить текущую концентрацию ?

7. Как рассчитать методом графического дифференцирования?

8. Как определить константу скорости и константу равновесия реакции разложения перекиси из экспериментальных данных?

К защите работы:

1. Дайте определение скорости реакции, порядка реакции. Поясните физический смысл константы скорости реакции.

2. Запишите кинетические уравнения необратимых реакций нулевого и второго порядка.

3. Запишите механизм разложения перекиси водорода в присутствии ионов .

4. Каковы условия проведения реакции разложения в присутствии бихромата калия по а) нулевому, б) второму порядку?

5. Перечислите известные вам виды катализа. В чем состоит особенность каталитических процессов?

6. Отразится ли на константе скорости реакции замена одного катализатора другим?

7. Как катализатор влияет на энергию активации данной реакции? Как графически моно определить энергию активации?

8. Объясните последовательность выполненных Вами расчетов.