Определение константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия

Новосибирский государственный университет

Кафедра физической химии

С-5. Определение константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия.

Выполнили:                                     

студенты 441 группы

Ломовский Игорь

Наторхина Ксения

Проверила:                                      

Новосибирск

2007

Автокатализом, называется явление, когда каталитическое действие на реакцию оказывает один из её продуктов. Для автокаталитической реакции характерно, что процесс идет при нарастающей концентрации продуктов. Поэтому скорость реакции в начале возрастает и лишь на более глубоких стадиях начинает идти на убыль в результате уменьшения концентраций реагентов. Кинетическая кривая для таких реакций имеет S – образный вид.

Примером такой реакции служит реакция автокаталитического окисления щавелевой кислоты перманганатом калия. Эта реакция протекает по сложному механизму, но лимитирующей стадией является образование ионов Mn³⁺  по реакции:

MnO₄^- + Mn²⁺ → MnO₄^2- + Mn³⁺

Который быстро окисляет щавелевую кислоту с образованием CO₂  и Mn²⁺. В это же время происходит диспропорционирование образующегося манганата с образованием MnO₂. Тогда брутто – реакция будет выглядеть как

2MnO₄^- + 4H₂C₂O₄ → Mn²⁺ MnO₂+ 8CO₂ + 2 H₂O + 4 OH^-

Скорость данной реакции окисления равна скорости лимитирующей стадии и пропорциональна произведению концентраций MnO₄^- и Mn²⁺ и описывается уравнением

Где      A₀ – начальная концентрация пермарганата

B₀ – начальная концентрация иона марганца

Интегрируя это выражение и заменяя  и  получаем

Считая, реакция у нас происходила без затравки, т.е A₀ >> B₀ и поиграв с уравнением получим

Т.е построив данную зависимость

На практике удобнее всего измерять глубину реакции по величине абсорбции образующегося диоксида марганца, у которого есть характерная полоса поглощения на 430 нм. Тогда экспериментально 

D₀ = 0,24

D_∞ = 0,94