Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

Методичка. Руководство к практическим занятиям по общей химии для студентов медицинского факультета


НазваниеРуководство к практическим занятиям по общей химии для студентов медицинского факультета
АнкорМетодичка.doc
Дата15.12.2016
Размер1.63 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаMetodichka.doc
ТипРуководство
#3353
страница8 из 14
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

РАБОТА 7



ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени. Среднюю скорость реакции в промежутке времени от t1 до t2 рассчитывают следующим образом:

, (7.1)

где с1 и с2 – концентрация вещества в моменты времени t1 и t2 соответственно.

Знак плюс берется при расчете скорости по продукту реакции, в ходе реакции концентрация продукта возрастает, с2  с1, с0.

Знак минус берется при расчете скорости по одному из исходных реагентов, концентрация его при протекании реакции убывает, с2  с1, с0.

Мгновенная скорость, т.е. скорость реакции в данный момент времени и соответственно при данной концентрации с, есть

(7.2)

Значение концентрации в выражении для скорости берется в моль/м3 либо в моль/дм3 (моль/л), время – в секундах, минутах, часах.

Для всякой химической реакции зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ выражается законом действующих масс:

, (7.3)

где Сi – концентрация i-го реагента. Показатель степени при концентрации называется порядком реакции по i-му веществу. Для простых реакций показатель степени совпадает со стехиометрическим коэффициентом в уравнении реакции. Коэффициент пропорциональности k в законе действующих масс называется константой скорости. Константа скорости химической реакции является характеристикой каждой конкретной реакции, зависит от температуры и не зависит от концентраций.

Уравнения, связывающие скорость химической реакции с концентрациями, а также выражающие зависимость концентраций от времени, называются кинетическими уравнениями (см. таблицу).

Для определения численного значения константы скорости необходимо тем или иным методом определить концентрацию реагирующего вещества в различные моменты времени и подставить эти значения в выражение для константы скорости (см. таблицу). Константу скорости можно также найти графически.

Важнейшей кинетической характеристикой является период полураспада (t1/2) – время, в течение которого превращению подвергается половина взятого вещества. В приведенных в таблице уравнениях: С0 – начальная концентрация вещества, С – концентрация этого вещества в момент времени t.

Таблица 1

Кинетические уравнения реакций первого, второго и нулевого порядка


Порядок реакции

Кинетическое уравнение

Единица измерения константы скорости

Зависимость концентрации от времени

Период полураспада

1



с-1

или



2



лмоль-1с-1





0



мольл-1с-1





Изучаемая в данной работе реакция окисления иодид-ионов пероксидом водорода в водном растворе в кислой среде протекает по уравнению:

H2O2 + 2I + 2H+ = I2 + 2H2O (1)

Механизм реакции сложный, включает несколько стадий. В целом в реакции участвуют три вида частиц, и в реакционной смеси могут изменяться концентрации всех этих частиц, влияя на скорость реакции. При избытке кислоты (ионов H+) концентрация [H+] может считаться постоянной. Концентрацию иодид-ионов [I] можно поддерживать постоянной. Для этого в ходе опыта к реакционной смеси периодически добавляют одинаковые количества тиосульфата натрия Na2S2O3. Тиосульфат реагирует с выделяющимся при реакции (1) иодом по уравнению

I2 + 2S2O32– = 2I­– + S4O62– (2)

Таким образом, пероксид водорода расходуется в реакции, а концентрация иодид-ионов остается практически постоянной. Кинетическое уравнение реакции окисления

,

где есть величина постоянная при соблюдении вышеуказанных условий, n – порядок реакции по I. kэксп – экспериментально наблюдаемая константа скорости реакции первого порядка по пероксиду водорода.
Цель работы.

Определить константу скорости реакции окисления иодид-ионов пероксидом водорода в кислой среде.
Реактивы.

  • Серная кислота H2SO4, раствор 2н.

  • Перекись водорода H2O2, раствора 0,05 н.

  • Тиосульфат натрия Na2S2O3, раствора 0,05 н.

  • Иодид калия KI, раствор 0,4 %-ный (либо другой концентрации, по указанию преподавателя)

  • Крахмал, раствор 0,5 %-ный (индикатор).

  • Молибдат аммония (NH4)2MoO4 (катализатор), раствор.


Оборудование и посуда.

  • Коническая колба на 250 мл.

  • Пипетки на 100 мл, 10 мл, 5 мл.

  • Бюретка 25 мл.

  • Секундомер.

  • Термометр.


Выполнение работы.

    1. В коническую колбу наливают пипеткой (мерной колбой) 100 мл раствора KI и пипеткой 5 мл раствора H2SO4.

    2. Бюретку заполняют раствором тиосульфата натрия. В течение опыта раствор тиосульфата в бюретку больше не добавляют!

    3. В колбу с подкисленным раствором иодида из бюретки добавляют точно 1 мл раствора тиосульфата. Приливают 5 капель раствора крахмала.

    4. В эту же колбу наливают пипеткой 10 мл пероксида водорода, тщательно перемешивают и ставят под бюретку с тиосульфатом.

    5. В момент окрашивания реакционной смеси в синий цвет включают секундомер. Немедленно добавляют еще 1 мл тиосульфата и перемешивают, окраска раствора исчезает.

    6. Отмечают момент следующего окрашивания раствора (секундомер не выключать!), сразу добавляют следующий мл раствора тиосульфата. Записывают время появления окрашивания по секундомеру.

    7. Продолжают наблюдение, производят 6-7 таких отсчетов по секундомеру, соответствующих окрашиванию реакционной смеси, каждый раз приливая по 1 мл раствора тиосульфата.

    8. Затем добавляют 3-5 капель раствора молибдата аммония в качестве катализатора. Реакция проходит до конца, т.е. весь пероксид водорода вступает в нее. Выделившийся при этом иод оттитровывают тиосульфатом до исчезновения окраски. Записывают окончательный (общий) объем тиосульфата V0. Общее количество Na2S2O3 эквивалентно начальному количеству H2O2.

    9. По ходу опыта результаты измерений заносят в таблицу.

Таблица



Объем раствора Vt Na2S2O3, вступившего в реакцию к моменту времени t, мл

Момент появления окраски, t



По секундомеру, мин. сек.

Перевод в секунды

1

0

0




2










3










4










5










6










7










V0







Условия проведения опыта: t = C

Концентрация KI С(KI), моль/л
Обработка результатов.

  1. Рассчитывают константу скорости изучаемой реакции по формуле, приводят три значащих цифры.

  2. Рассчитывают среднее значение К по данным таблицы и указывают его в выводе.


Контрольные вопросы и задания.

  1. Дайте определение скорости химической реакции. В каких единицах может измеряться скорость химической реакции?

  2. Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

  3. Запишите выражение закона действующих масс. Что называется порядком реакции?

  4. Запишите кинетическое уравнение реакции первого порядка. Как экспериментально можно определить константу скорости реакции первого порядка?

  5. Что называется временем полупревращения (периодом полураспада)?



1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей