Химия \ Физическая химия

Практикум по физической химии: Методическое пособие с описанием лабораторных работ, выполняемых в практикумах по химической термодинамике и химической кинетике, страница 2

В работе используют следующие реактивы:

– твердый ацетилацетонат меди (II) – Cu(acac)2×2H2O;

– безводный хлороформ;

– пиридин.

В мерной колбе на 25 мл готовят рабочий раствор ацетилацето-ната в хлороформе с концентрацией 0.02 М.

Спектр поглощения приготовленного раствора ацетилацетоната меди записывают в области 440–820 нм. Для этого используют кварцевые кюветы с длиной оптического пути   l = 1 см. В качестве раствора сравнения или раствора для корректировки базовой линии используют хлороформ.

В кювету помещают аликвоту рабочего раствора (3 мл) и регистрируют спектр поглощения исходного ацетилацетоната.

Затем в раствор добавляют заданные количества пиридина в соответствии с табл. 1, для каждой концентрации пиридина записывают спектр в заданном диапазоне длин волн. Находят изобестическую точку, определяют ее характеристики (l, e). Определяют рабочую длину волны (lраб) и оптическую плотность растворов Dlраб. Результаты заносят в Таблицу 1.

Расчет константы равновесия

Согласно выражению (5), строят график в координатах 1/DD (ось y) – 1/CPy (ось х). По экспериментальным точкам проводят прямую методом наименьших квадратов, определяют значения A и В (выражение (6)) и их погрешности. По формуле (7) находят значение константы равновесия К и погрешность ее определения.

Таблица 1

Расчет константы равновесия

Номер опыта

VPy, мкл*

CPy,

моль×л-1

1/CPy,

моль-1×л

D

DD

1/DD

1

0

2

10

3

20

4

30

5

40

6

50

7

60

8

70

9

80

10

100

11

120

12

150

*При добавлении пиридина происходит разбавление раствора, однако при этом начальная концентрация ацетилацетоната уменьшается незначительно (< 5 %) и ее можно принять постоянной, что необходимо при выводе выражения (5).

При выполнении данной работы в качестве курсовой проводят аналогичные измерения при трех-четырех различных температурах (по выбору преподавателя, в интервале 20–45 °С). Используя полученные значения констант равновесия, строят график зависимости lnKот1 / T. Проведя прямую по экспериментальным точкам методом наименьших квадратов, определяют энтальпию и энтропию реакции. Возможно также изучение данного равновесия с использованием другого растворителя (толуол, смесь толуол-хлороформ различного состава по выбору преподавателя).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Сформулировать условие возникновения изобестической точки.

2.  Проверить справедливость предположения, использован- ного при выводе выражения (5), о том, что концентрация пиридина остаётся много больше равновесной концентрации комплекса Cu(acac)2Py даже для наименьшей концентрации лиганда.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Волкова О. С. и др. Практикум по физической химии. Спектрофотометрия, кислотно-основные равновесия: Метод. пособие / О. С. Волкова, Е. В. Кузнецова, Л. Н Кириллова/ Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2005.

Walker W. R., Li N. G. J. Inorg. Nucl. Chem., 1965, 27, 2255.

Задача С-5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ АВТОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ ПЕРМАНГАНАТОМ КАЛИЯ

Скачать файл