В данной работе изучается зависимость скорости реакции между персульфат- и иодит-ионами от ионной силы раствора и находиться константа реакции ko для которой коэффициенты активности исходных частиц и активированного комплекса равны единицы.
2.2 Реактивы и оборудование
Для проведения работы готовят следующие растворы:
1) 0,13 М раствор KI 50 мл,
2) 0,13 М раствор K2S2O8 50 мл,
3) 0,2 М раствор KCl 200 мл.
В работе используется следующее оборудование:
1) Мерные колбы на 50 мл – 4 шт.
2) Мерная колба на 200 мл.
3) Микропипетка.
4) Мерные пипетки на 2 и 5 мл.
5) Мерная бюретка на 20–25 мл.
6) Стеклянные палочки для перемешивания – 2 шт.
7) Спектрофотометр.
Приготовления реакционных смесей и проведения измерений
В данной работе удобно измерять скорость химической реакции по скорости изменения концентрации йода спектрофотометрическим методом. Для этого настраивают спектрофотометр для проведения измерений оптической плотности на постоянной длине волны поглощения частицы , имеющий максимум поглощения при 350 нм с коэффициентом экстинции e = 2,5×104 л/моль´см. Температура проведения реакции указы-вается преподавателем. Удобнее всего проводить реакцию при комнатной температуре, в этом случае все измерения необходимо провести за одно занятие.
Из растворов 1–3 приготавливаются растворы с ионной силой изменяющейся в диапазоне 0,02–0,1 моль/л с одинаковыми концентрациями персульфат- и иодит-ионов и постоянным значением pH. Растворы готовят путем смешения растворов 1–3. Ионная сила раствора варьируется путем добавления различного количества раствора хлорида калия.
Непосредственно перед проведением измерения оптической плотности в колбу на 50 мл добавляют:
1) 2,0 мл раствора персульфата калия;
2) от 0,0 до 20,0 мл (с шагом по 1 мл) раствора хлорида калия.
Объем раствора доводят до 50 мл и тщательно перемешивают. Отбирают с помощью мерной пипетки 3,0 мл приготовленного раствора и вводят его в оптическую кювету (толщина кюветы – 1 см). Устанавливают кювету с раствором в камеру спектрофотометра и добавляют при перемешивание стеклянной палочкой 60 мкм раствора иодита калия. Раствор добавляют с помощью микропипетки. Сразу после этого начинают запись изменения оптической плотности раствора.
По углу наклона начального участка кривой изменения оптической плотности раствора находят константу скорости реакции. Все результаты измерений и сведения о приготовление растворов заносят в табл. № 1 и 2.
Таблица № 1
Исходные растворы
Раствор |
Концентрация, моль/л |
Таблица № 2
Результаты измерений
№ опыта |
Объем добавленного раствора KCl, мл |
Константа скорости реакции |
Ионная сила раствора |
Обработка результатов измерений
По результатам измерений строится таблица № 3:
Таблица № 3
Значения lgk и
№ опыта |
lgk |
|
Строится график зависимости lgk от . Из вида графика делается вывод о применимости первого приближения теории Дебая-Хюккеля. При наличии отклонения графика от линейности при высоких концентрациях необходимо применять второе приближение теории.
Обработка результатов проводится методом наименьших квадратов с использованием в качестве анаморфозы уравнения Бренстеда–Бьеррума в виде (5) или (7).
Контрольные вопросы
1. Влияние среды на скорость элементарной химической реакции. Первичный солевой эффект (вторичный солевой эффект).
2. Объяснить с точки зрения теории о влияние среды на скорость химической реакции полученные результаты. Сделать вывод о применимости этой теории.
3. Привести примеры реакций, для которых наблюдается первичный солевой эффект и объяснить каким образом он проявляется.
4. Каким образом изменяется ионная сила раствора в ходе реакции между персульфат- и иодит-ионами?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.