Визначення константи швидкостi фiзико-хiмiчних процесiв

Лабораторна робота № 5

ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТАНТИ ШВИДКОСТІ

ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Мета роботи – ознайомитися з методами вивчення кінетики гомогенних та гетерогенних реакцій, навчитися експериментальним шляхом визначати константу швидкості реакції.

Дослід 1. ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТАНТИ ШВИДКОСТІ

РОЗЧИНЕННЯ БЕНЗОЙНОЇ КИСЛОТИ У ВОДІ ПРИ СТАНДАРТНИХ УМОВАХ

Завдання на виконання роботи

1. Дослідити кінетику розчинення бензойної кислоти у воді шляхом вимірювання зміни концентрації розчину у часі (через 5 (300 с), 10 (600 с), 15 (900 с), 20 (1200 с), 30 (1800 с), 40 (2400 с) та 60 (3600 с) хв від початку досліду).

2. Розрахувати константу швидкості реакції аналітичним методом та визначити середнє значення константи швидкості процесу.

3. Побудувати графік в координатах .

4. Розрахувати константу швидкості реакції графічним методом, як тангенс кута нахилу прямої.

5. Проаналізувати одержані результати.

Прилади, лабораторний посуд та реактиви

Магнітна мішалка, склянка об’ємом 500 мл, дві конічні колби, бюретка, піпетка на 10 мл, зразок з бензойної кислоти, насичений розчин бензойної кислоти, 0,01 М розчин , фенолфталеїн, термометр.

Порядок виконання роботи

1. У склянку ємністю 500 мл помістити якір магнітної мішалки, наливають 400 мл дистильованої води і встановити склянку на столик магнітної мішалки.

2. Включити магнітну мішалку і встановити певну швидкість обертання якоря, щоб глибина повітряної воронки на поверхні рідини була не більше, ніж 5 – 7 мм). Режим перемішування упродовж досліду має бути незмінним.

3. Виміряти висоту і діаметр наплавленого на скляну паличку циліндра твердої бензойної кислоти. Після цього паличку з кислотою закріпити на штативі над поверхнею води по центру склянки

4. Одночасно увімкнути секундомір і занурити паличку у воду таким чином, щоб рівень води у склянці був на 2 – 2,5 см вищий за верхній торець циліндра кислоти.

5. Відібрати піпеткою 10 мл розчину бензойної кислоти через приблизно такі проміжки часу 5 (300 с), 10 (600 с), 15 (900 с), 20 (1200 с), 30 (1800 с), 40 (2400 с) та 60 (3600 с) хв від початку досліду.

Важливо! Фіксувати фактичний час відбору проби!

6. Відібрані зразки відтитрувати 0,01 М розчином NaОН (x, мл) у присутності 2 крапель фенолфталеїну до появи світлого малинового забарвлення, що не зникає протягом 30 с.

7. Результати дослідів занотувати у табл. 5.1.

Таблиця 5.1. Результати дослідів

Час відбирання проби від початку досліду, секунди. , мл

300 0,9 1,063 0,0611 2,036*10-4

600 1,7 1,127 0,12 1,992*10-4

900 2,3 1,179 0,165 1,833*10-4

1200 3,1 1,258 0,23 1,917*10-4

1800 4,5 1,423 0,353 1,961*10-4

2400 5,2 1,524 0,421 1,754*10-4

3600 7,0 1,861 0,621 1,725*10-4

8. Відтитрувати 10 мл насиченого розчину бензойної кислоти 0,01 М розчином NaОН (a, мл) мінімум три рази.

А1 = 15,1 мл;

а2 = 15,1 мл;

а3 = 15,2 мл.

Середній об’єм 0,01 М розчином NaОН становить

а = (15.1 + 15.1 + 15.2)/3 = 15.13 мл.

9. Розрахувати константу швидкості процесу розчинення в різні інтервали часу за формулою (5.14).

10. Розрахувати середнє значення