Kinetyka reakcji między jądrami - wykład

Nasza ocena:

3
Pobrań: 28
Wyświetleń: 777
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Kinetyka reakcji między jądrami - wykład - strona 1 Kinetyka reakcji między jądrami - wykład - strona 2 Kinetyka reakcji między jądrami - wykład - strona 3

Fragment notatki:

Badanie kinetyki reakcji między jonami IO3- i I-
___________________________________________________________________________________________________________________
KINETYKA REAKCJI MIĘDZY JONAMI IO3- i I-
1. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie rzędu, stałej szybkości oraz określenie
mechanizmu reakcji:
IO3 + 5I +6H  3I2 + 3H2O
-
-
+
poprzez wyznaczenie równania kinetycznego:

d IO3 
n
p
 m

 k  IO3   I    H  
dt
2. Metodyka pomiarów. Rząd reakcji jest określony przez mechanizm reakcji. Jednakże
przyjęcie różnych mechanizmów może prowadzić do takich samych równań kinetycznych. Do
oznaczania rzędu reakcji w odniesieniu do danej substancji stosuje się metodę polegającą na
określeniu początkowej szybkości reakcji w funkcji stężenia odpowiednich jonów dla
dostatecznej liczby kombinacji początkowych stężeń różnych reagentów.
Doświadczenie prowadzi się w ten sposób, że zmienia się niezależnie od siebie początkowe
stężenia jonów IO3-, I-, H+ i mierzy się czas potrzebny do przereagowania zawsze tej samej
niewielkiej ilości jodanu. Na początku doświadczenia dodaje się określoną ilość czynnika
redukującego i nie reagującego z jodanem (Na2S2O3), który redukuje powstający w reakcji jod
równie szybko, jak się on tworzy. Gdy tiosiarczan sodowy zużyje się całkowicie, pojawia się
wolny jod, który zabarwia na niebiesko dodaną uprzednio skrobię.
Początkowa szybkość zmiany stężenia jodanu w każdej próbie jest ilorazem liczby moli
przereagowanego jodanu do czasu pojawienia się niebieskiego zabarwienia skrobi.
Znając początkowe szybkości voi dla serii pomiarów i dla wyjściowych stężeń jodku
voi  k  I   i , gdy stężenia jodanu i jonu wodorowego są stałe, można wyznaczyć m z relacji
m
I   i
voi

voi1  I   m
i1
m
analogicznie wyznacza się rzędy reakcji w stosunku do pozostałych reagentów.
1
Badanie kinetyki reakcji między jonami IO3- i I-
___________________________________________________________________________________________________________________
3. Wykaz sprzętu i odczynników
I. Sprzęt:
1. naczynie z płaszczem termostatującym (1 szt)
2. mieszadło magnetyczne (1 szt), element mieszający (1 szt)
3. stoper (1 szt)
4. zlewka 250 cm3 (12 szt)
5. zlewka 25 cm3 (2 szt)
6. biureta 25 cm3 (3 szt)
7. biureta 50 cm3 (2 szt)
8. ultratermostat
8. pipeta 10 cm3 (1 szt)
9. lejek (2 szt)
II. Odczynniki
1. KIO3 (0,1 M)
2. KI (0,2 M)
3. Na2S2O3 (0,01 M)
4. Bufor A (kwas octowy + octan sodowy) pH = 5,16
5. Bufor B (kwas octowy + octan sodowy) pH = 4,90
6. skrobia
4. Wykonanie ćwiczenia
1) Uruchomić ultratermostat, ustalić temperaturę zadaną przez prowadzącego.
2) Do zlewki z nr 1A (niebieskie oznaczenie) odmierzyć kolejno za pomocą biuret: 5 cm3
roztworu KIO3, 55 cm3 buforu A i 5 cm3 roztworu skrobi.
3) Sporządzony roztwór umieścić w naczyniu z płaszczem termostatującym, delikatnie
wrzucić element mieszający, włączyć mieszadło magnetyczne, wyregulować obroty i
termostatować przez ok. 10 min.
4) Do zlewki z nr 1B (czerwone oznaczenie) odmierzyć z biurety 25 cm3 roztworu KI i 20 cm3
Na2S2O3 i termostatować w komorze termostatu przez ok. 10 min.
2
Badanie kinetyki reakcji między jonami IO3- i I-
___________________________________________________________________________________________________________________
5) Zawartość zlewki 1B szybko wlać do roztworu umieszczonego w termostatowanym
naczyniu; jednocześnie włączając stoper (w chwili wlania pierwszej kropli cieczy).
6) Po pewnym czasie zawartość kolbki zabarwi się na kolor niebieski, którego intensywność
wzrasta z czasem. Należy uchwycić moment pojawienia się niebieskiej barwy roztworu i
zatrzymać stoper. Następnie odczytać czas. Każdy pomiar wykonać dwukrotnie.
7) Wyżej wymienione czynności powtarzać, wprowadzając do kolbki stożkowej i zlewki
kolejno objętości roztworów (w cm3) wg tabelki
1
4
5
6
5
10
15
5
5
5
Bufor A
55
50
45
42,5
67,5
-
Bufor B
-
-
-
-
-
55
Skrobia
5
5
5
5
5
5
KI
25
25
25
37,5
12,5
25
Na2S2O3
zlewka 1B
3
KIO3
zlewka 1A
2
20
20
20
20
20
20
5. Opracowanie wyników
1. Na podstawie otrzymanych danych należy wyznaczyć rzędy reakcji względem
poszczególnych reagentów, określić całkowity rząd i stałą szybkości reakcji oraz równanie
kinetyczne badanej reakcji.
2. Następnie należy sprawdzić i wyjaśnić, który z podanych w literaturze mechanizmów zgadza
się z otrzymanym doświadczalnie równaniem kinetycznym i przy jakich założeniach.
Mechanizm tej reakcji nie jest jeszcze dokładnie wyjaśniony, w literaturze podawane są
możliwe mechanizmy, np:
1)
IO3- + H+
I- + H+
HIO3
HI
HIO3 + HI  HIO + HIO2
następnie szybkie reakcje
(szybka równowaga)
(szybka równowaga)
(reakcja powolna)
[ Z. Phys. Chem., 136 A (1928) 186 ]
3
Badanie kinetyki reakcji między jonami IO3- i I-
___________________________________________________________________________________________________________________
2)
IO3- + I- + 2H+
H2I2O3
H2I2O3
I2O2 + H2O
I2O2 + I-  I3O2-
IO3- + I- + 2H+
(szybka równowaga)
(reakcja powolna)
następnie szybkie reakcje
3)
(szybka równowaga)
H2I2O3
[ J. Am. Chem. Soc., 52 (1930) 3580 ]
(szybka równowaga)
H2I2O3  HIO + HIO2
(reakcja powolna)
następnie szybkie reakcje
[ J. Chem. Soc., 1951, 1865 ]
3. Oszacować niepewność pomiaru stałej szybkości reakcji.
4
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz