Практикум по физической химии. Кондуктометрия: Методическое пособие, страница 11

Запустите процесс «Start fitting». Программа предложит обрабатывать данные именно на вашем графике (Active dataset), согласитесь, т. е. щелкните по этой кнопке. Задайте разумные значения параметров А, к, х₀ в открывшейся таблице. Нажмите кнопку «10 Iter» (возможно, это придется сделать несколько раз, пока значения найденных параметров А, к, х₀ не перестанут меняться), затем «Done!».

После окончания работы подпрограммы вернитесь в окно, где находится график. Для этого выберите в меню сверху «Window» и «Graph1». На графике появилась таблица, из которой вам важны: величина «k» – искомая константа скорости первого порядка и величина «A» – конечное значение электропроводности. Если таблица не появилась – скопируйте её в окне «Results» и перенесите на график.

Сохраните свой Project. Щелкните по кнопке «File» и выберите «save as». Пожалуйста, сохраняйте ваши данные в директории D:\data2005\фамилия преподавателя\имя файла.

Дальнейшая обработка данных

Постойте анаморфозу, соответствующую кинетике первого порядка. Для этого постройте график зависимости ln(C_o / C) от t, где С_о и С – исходная и текущая концентрация трет-бутилхлорида. Концентрация С_о связана с величиной «А», которую вы нашли. Найдите k₁ из графика, как наклон получившейся прямой. Это, так называемый, интегральный метод определения константы скорости. Последовательность действий при использовании «Origin» при этом следующая.

– Вернитесь в окно, где находится рабочая таблица данных (через кнопку «Window». Добавьте в Worksheet две пустые колонки. Для этого нажмите «column» и «Add new columns…». Добавьте три колонки – появятся колонки col E, col F и col G.  Посмотрите, чему равна величина «А», найденная при обработке графика 1. Пусть, например, А = 1.234.

– Щелкните правой кнопкой по имени пустой колонки Е, выберите «Set Column Values», вместо подсказки col(B) – col(A) наберите ln(1.234/1.234–col(В)), нажмите «Do it».

– Постройте график зависимости ln(C_o/C) от t. Выделите колонку «Е», щелкнув по ее заголовку левой кнопкой мыши. Щелкните по кнопке «Plot» и выберите «Scatter». Чтобы провести прямую методом МНК, нажмите  «Analysis» и «Fit linear». Измените надписи по осям, как делали раньше.

Найдите константу скорости дифференциальным методом. Суть его состоит в применении уравнения зависимости скорости реакции от концентрации , которое можно представить, как . Здесь С_i+1 и C_i – соседние точки на кинетической кривой, Dt – интервал времени между точками     (30 с). Реализовать эту процедуру можно следующим образом:

– скопируйте числа из колонки, в которой у вас записаны значения электропроводности (col В). Вставьте скопированные значения в пустую колонку (col F) со сдвигом на одну ячейку, так чтобы первая ячейка осталась свободной;

– щелкните правой кнопкой по имени колонки G, выберите  «Set Column Values», вместо подсказки col(B) – col(A) наберите (col(B) – col(F))/30, нажмите «Do it»;

– постойте график зависимости от С_i. Для этого щелкните по кнопке «Plot» и выберите «Scatter». Сопоставьте колонке «В» символ «X», колонке «G» символ «Y», для этого щелкните один раз по имени колонки, затем по кнопке «« Х» или ««Y», после этого нажмите «OK». Чтобы провести прямую методом МНК нажмите  «Analysis» и «Fit linear». Измените надписи по осям, как делали раньше;

– сохраните свой Project.

Можно обработать полученные данные интегральным и дифференциальным методом вручную и построить графики на миллиметровке. В этом случае можно уменьшить число обрабатываемых точек, взяв, например, каждую пятую.

Задача К-4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ОМЫЛЕНИЯ ЭТИЛАЦЕТАТА

Реакция омыления этилацетата была одной из первых, изучавшихся кондуктометрическим методом. На этом примере ещё в 1907 г. Уокер показал возможности кондуктометрического метода в кинетике и его преимущества по сравнению с обычным методом титрования с отбором проб.