To tylko jedna z 10 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Katalityczny rozkład nadtlenku wodoru Badanie kinetyki rozkładu H 2 O 2 w zależności od zastosowanego katalizatora.
1. Wstęp teoretyczny Katalizatorami nazywamy substancje przyspieszające reakcje chemiczne, pozostające w niezmienionej ilości po zakończeniu reakcji. Charakterystyczne jest przy tym, że bardzo małe ilości substancji katalitycznej, w porównaniu z ilościami substratów, mogą mieć bardzo silny wpływ na szybkość reakcji. Inną charakterystyczna własnością katalizatorów jest ich specyficzność. W przypadku katalizy jednorodnej, to jest takiej, gdy układ reagujący i katalizator tworzą jednorodną fazę (może to być układ gazowy lub roztwór) działanie substancji katalitycznej sprowadza się do obniżenia energii aktywacji. Cząsteczki katalizatora tworzą z reagentami produkty pośrednie, które reagują dalej znacznie łatwiej. Pod wpływem katalizatora energia aktywacji może się zmieniać nawet o 100 i więcej kJ/mol. Szybkość reakcji katalitycznej jest zazwyczaj proporcjonalna do stężenia katalizatora. Reakcja bez katalizatora zachodzi zgodnie z równaniem:
(1)
W obecności katalizatora K jej szybkość wyniesie:
(2)
Drugi człon tego równania określa szybkość reakcji katalitycznej, [K] oznacza stężenie katalizatora, a k' stałą szybkości reakcji katalitycznej.
W tym przypadku założyliśmy, że nasza reakcja nie zmienia swego rzędu. Są jednak znane przypadki zmiany rzędu reakcji pod wpływem katalizatora. Dotyczy to w szczególności powolnych reakcji I rzędu, które pod wpływem katalizatora mogą się stać reakcjami II rzędu. Są to jednak bardzo rzadkie przypadki. Równanie (2) można zapisać w postaci:
(3)
W przypadku, gdy stężenie katalizatora jest stałe:
(4)
Działanie katalizatora sprowadziło się tylko do zmiany stałej szybkości reakcji. Podczas rozkładu H 2 O 2 zachodzi reakcja:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 (5)
Szybkość tej reakcji możemy zapisać:
(6)
2. Obliczenia - masa H 2 O 2 w roztwor ze gdzie: m r - masa roztworu H 2 O 2 d - gęstość 30% H 2 O 2 d = 1,1122 g/cm 3 V - objętość roztworu H 2 O 2 V = 4 cm 3 gdzie: m 0 - masa H 2 O 2 w roztworze m r - masa roztworu H 2 O 2 m r = 4,4488 g
c p - stężenie procentowe roztworu H 2 O 2 c p = 30%
m 0 = 1,3346 g
- stężenie początkowe roztworu H 2 O 2 z katalizatorem gdzie: c 0 - stężenie początkowe roztworu H 2 O 2 m 0 - masa H 2 O 2 w roztworze m 0 = 1,3346 g
(…)
… t
gdzie: mx - masa przereagowanego H2O2 Vt - objętość wydzielonego tlenu po czasie t 22400 - objętość 1 mola gazu w warunkach normalnych [cm3] - stężenie roztworu H2O2 po czasie t
gdzie: c - stężenie roztworu H2O2 po czasie t
m0 - masa H2O2 w roztworze m0 = 1,3346 g
mx - masa przereagowanego H2O2 - stała szybkości reakcji
gdzie: k - stała szybkości reakcji
t - czas trwania reakcji
2,303 - podstawa…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)