Химия \ Химическая кинетика и катализ

Гомогенный катализ диспропорционирования пероксида водорода аква-ионами Fe2+. Волюмометрический метод, страница 3

В конические колбы на 100мл отобрали аликвоты 10,00мл, добавили по 25мл 0,6N серной кислоты и титровали 0,2000N раствором перманганата калия. На титрование были затрачены следующие объёмы титранта: 12,55мл, 12,56мл, 12,58мл. Из этих данных рассчитали точную концентрацию приготовленного раствора С2=0,2513моль/л.

Подготовка реакционной смеси

Рассчитали необходимые количества реагентов для эксперимента.

Пероксид водорода

Fe2+

Концентрация приготовленного раствора

1,0538моль/л

0,2513моль/л

Приблизительная концентрация в реакторе

0,250моль/л

0,0125моль/л

Необходимый объём рабочего раствора

11,86мл≈12,00мл

2,487мл≈2,50мл

Концентрация в эксперименте

0.2529моль/л

0,01257моль/л

Максимально возможное количество кислорода, выделяющегося в реакции, рассчитывается по формуле (7) для каждого значения температуры.

Измерение

Опыты проводили при комнатной температуре в 294K, и атмосферном давлении – 764,6торр.

1). Температура 298,2К;

2). Температура 308,2К.

3). Температура 318,2К.

Номер опыта

T опыта, K

Макс. объём кислорода, мл

Время, сек

Время, мин

Объём  кислорода, мл

Разность предельного и текущего объёма, мл

1

298,2

312

26,0

0,433

5

307

0,0162

55,4

0,923

10

302

0,0326

88,7

1,478

15

297

0,0493

123,2

2,053

20

292

0,0663

155,8

2,597

25

287

0,0836

193,0

3,217

30

282

0,1012

231,0

3,850

35

277

0,1191

2

308,2

322

11,5

0,192

5

317

0,0156

22,0

0,367

10

312

0,0315

34,0

0,567

15

307

0,0477

46,6

0,777

20

302

0,0641

58,4

0,973

25

297

0,0808

69,4

1,157

30

292

0,0978

80,4

1,340

35

287

0,1150

93,8

1,563

40

282

0,1326

3

318,2

333

5,3

0,088

5

328

0,0151

10,4

0,173

10

323

0,0305

15,6

0,260

15

318

0,0462

20,8

0,347

20

313

0,0620

25,9

0,432

25

308

0,0781

Построение графиков для определения эффективной константы скорости реакции.

Температура 298,2K
 

Температура 308,2K
 

Температура 318,2K
 

По методу наименьших квадратов для каждого эксперимента была рассчитана эффективная константа скорости реакции. Из полученных значений рассчитали величины предэкспоненциального множителя k0 и энергии активации реакции Ea. Результаты приведены в таблице.

Температура, K

298,2

308,2

318,2

Эффективная константа скорости, мин-1

0,030±0,001

0,085±0,002

0,183±0.002

Множитель k0, мин-1

(4,1±0,2)*1011

(9,2±0,4)*1010

(2,00±0,07)*1010

Энергия активации, Ea, кДж/моль

80±3

71±3

63±2

Эффективная константа скорости имеет размерность константы скорости реакции первого порядка в силу уравнения (2). Относительная ошибка энергии активации составляет 3-4%, относительная ошибка предэкспоненциального множителя – 3,5-5%.

Скачать файл