Химия \ Химия

Изучение кинетического изотопного эффекта в реакции азосочетания. Кинетический изотопный эффект

Страницы работы

19 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

раствор: 15-20 мл буферного раствора + 1 мл дейтерированной Г-соли + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

3-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 0,5 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

4-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 1 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

5-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 1,5 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

6-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 2 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

7-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 2,5 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

8-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 3 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

9-раствор: 15-20 мл буферного раствора + 3,5 мл раствора «В» + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки);

10-раствор: 23 мл р-ра «В» + 1 мл Г-соли + 1 мл диазониевого раствора (затем раствор доводится буфером до метки).

Диазониевый раствор всегда добавляется последним, при этом включается секундомер. От момента приливания диазониевого раствора до начала эксперимента должно пройти не более 1,5 мин. Для раствора 1 замер оптической плотности как функции времени проводится в течении 20 мин, для раствора 2 – в течении 30 мин, для растворов 3-6 – в течении 5 мин.

Цель работы – определение кинетического изотопного эффекта в реакции азосочетания при замене атома Н на атом D, исследование каталитического влияния на эту реакцию основания «В», нахождение эффективного значения константы скорости (К_эфф).

Общее уравнение:

Экспериментальная часть

Приготовили раствор №1. Последним приливали диазониевый раствор и сразу включали секундомер. Фиксировали по секундомеру время за которое колбу доводили до метки и наполняли раствором кювету до включения фотоспектрометра. Полученное время суммировали и получали полное время реакции. Аналогично поступили с раствором №2. Для растроров №1-4 это 120 секунд, №5-9 60 секунд, раствор №10 был приготовлен раньше №3, но измерение его оптической плотности было проведено посленим. Так как реакция в нем подчи прекратилась, то D(№10)=const(t)= D_мах==5,121224

Данные приведены в таблице(первые 20 точек эксперимента, так как их общее количество в первых опытах достигает нескольких сотен ):

Экперимент с Н-Г-солью (раствор №1)

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,395174	121,4	17,48274604
0,399246	123	17,67337866
0,404459	125	17,91773781
0,409713	127	18,16444156
0,414928	129	18,40966298
0,419873	131	18,64251813
0,424838	133	18,87663402
0,429801	135	19,11104648
0,434831	137	19,34896098
0,439797	139	19,58419904
0,44497	141	19,8295605
0,450109	143	20,07375464
0,454938	145	20,30349286
0,459807	147	20,53549148
0,464755	149	20,7715812
0,469869	151	21,01599816
0,47443	153	21,23427137
0,479399	155	21,47239166
0,484222	157	21,70387791
0,488938	159	21,93055855
0,493842	161	17,48274604

Экперимент с D-Г-солью (№2)

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)) л/моль
0,098873	121,4	4,193842213
0,100234	123	4,252369615
0,101754	125	4,317752061
0,103286	127	4,383695869
0,104966	129	4,456054967
0,106828	131	4,536256183
0,108002	133	4,58687581
0,109543	135	4,653325042
0,111193	137	4,724493501
0,112975	139	4,801375694
0,114522	141	4,868205273
0,116212	143	4,941203071
0,117857	145	5,012277108
0,119188	147	5,069836116
0,12079	149	5,139112536
0,122392	151	5,208419902

Где а_о = [Ar₁H] = 0,0020 моль/л, а b_o = [Ar₂N₂⁺] = 0,0008моль/л. Построили графики зависимости 1/(а_о+b_o)*ln((D_max-D*(b_o/а_о))/ (D_max-D)) от t.

По тангенсам наклонов определили константы скоростей реакций и посчитали кинетический изотопный эффект k_Н^эфф/k_D^эфф:

k_Н^эфф/k_D^эфф = 0,07963/0,02041 = 3,9015

Далее провели семь экспериментов с расворами №3,№4,№5,№6,№7,№8,№9. Полученные данные занесли в таблицы и построили аналогичные графики приведенным выше.

0,5 мл расвора В ( 0,001Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,65386	121,4	66,82229201
0,674731	127	69,45393172
0,692955	132	71,78357162
0,710653	137	74,07503396
0,72825	142	76,38238948
0,745345	147	78,65227991
0,761968	152	80,88660509
0,778382	157	83,11987281
0,79457	162	85,34901423
0,810313	167	87,54274983
0,82573	172	89,71629022
0,840898	177	91,87959442
0,855931	182	94,04851169
0,870794	187	96,21759357
0,884882	192	98,29671259
0,899219	197	100,4360936
0,913151	202	102,5381467
0,927153	207	104,6742652
0,94038	212	106,7140541
0,953406	217	108,7440239

По тангенсу наклона k_эфф = 0,10631 л/(моль*с)

1 мл расвора В ( 0,002Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,846697	121,4	40,1069536
0,873337	127	41,54308682
0,896357	132	42,79393394
0,918801	137	44,02242968
0,940762	142	45,23306054
0,962258	147	46,42647306
0,983236	152	47,59919991
1,004537	157	48,79816067
1,024498	162	49,929374
1,044927	167	51,09481446
1,064412	172	52,21374623
1,083924	177	53,34148141
1,103176	182	54,46140142
1,121718	187	55,54691056
1,140114	192	56,63049031
1,158241	197	57,70487462
1,175766	202	58,7498457
1,193487	207	59,81281416
1,210243	212	60,82383956
1,227373	217	61,86342756

По тангенсу наклона k_эфф = 0,14127 л/(моль*с)

1,5 мл расвора В ( 0,003Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,561778	61,4	25,472201
0,599369	67	27,33048131
0,63402	72	29,06231358
0,668913	77	30,82484889
0,703446	82	32,58783997
0,736651	87	34,30089023
0,769335	92	36,00441381
0,801264	97	37,685526
0,832678	102	39,35604599
0,862875	107	40,97764763
0,892485	112	42,58287075
0,921637	117	44,1782516
0,949686	122	45,7274864
0,976848	127	47,24124186
1,003704	132	48,75114025
1,029894	137	50,23643632
1,05505	142	51,67521707
1,08028	147	53,13031051
1,103569	152	54,48436094
1,127826	157	55,90591908

По тангенсу наклона k_эфф = 0,16985 л/(моль*с)

2 мл расвора В ( 0,004Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,687661	61,4	31,77962956
0,740819	67	34,51716925
0,786994	72	36,932126
0,831673	77	39,30233534
0,874935	82	41,62958947
0,916903	87	43,91818242
0,957525	92	46,16301751
0,997154	97	48,38164465
1,03542	102	50,55147268
1,073365	107	52,73028088
1,109095	112	54,80719914
1,143705	117	56,84283324
1,178059	122	58,8869794
1,21164	127	60,90840128
1,243988	132	62,87758833
1,275035	137	64,78841914
1,306108	142	66,72151338
1,335465	147	68,56717736
1,365013	152	70,44418672
1,392506	157	72,20837354

По тангенсу наклона k_эфф = 0,19636 л/(моль*с)

2,5 мл расвора В ( 0,005Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,786012	61,4	36,88038877
0,845282	67	40,03097303
0,897338	72	42,84743657
0,948044	77	45,63644599
0,996494	82	48,34446195
1,043645	87	51,02146275
1,089219	92	53,64880233
1,133764	97	56,25571227
1,176835	102	58,81373496
1,218387	107	61,31729122
1,257909	112	63,73183432
1,297343	117	66,17407002
1,335923	122	68,59610799
1,37216	127	70,90119717
1,406969	132	73,14341538
1,441658	137	75,4057839
1,475818	142	77,66149054
1,506752	147	79,72840011
1,538732	152	81,88980639
1,569016	157	83,96021473

По тангенсу наклона k_эфф = 0,33999 л/(моль*с)

3 мл расвора В ( 0,006Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
0,936266	61,4	44,98455
0,972253	67	46,98424
1,026061	72	50,01824
1,084889	77	53,39748
1,141261	82	56,69829
1,196535	87	59,99626
1,251134	92	63,31562
1,304014	97	66,59057
1,354059	102	69,74609
1,40258	107	72,85914
1,450014	112	75,95502
1,4943	117	78,8936
1,538735	122	81,89007
1,57942	127	84,67691
1,619838	132	87,48752
1,656531	137	90,07623
1,694726	142	92,80934
1,730154	147	95,38032
1,761314	152	97,67084
1,79139	157	99,90801

По тангенсу наклона k_эфф = 0,47951 л/(моль*с)

3,5 мл расвора В ( 0,007Н )

D	t, c	1/(а_о+b_o)ln((D_max-D(b_o/а_о))/ (D_max-D)), л/моль
1,088025	61,4	53,57943133
1,131434	67	56,11839682
1,20053	72	60,23706277
1,234266	77	62,28348938
1,298532	82	66,2482132
1,355972	87	69,86782252
1,411148	92	73,41445098
1,462572	97	76,78351555
1,513768	102	80,20038079
1,560373	107	83,36698107
1,608817	112	86,71688052
1,654428	117	89,92690688
1,698431	122	93,07654955
1,739466	127	96,06193385
1,778794	132	98,96785167
1,821728	137	102,1915094
1,854501	142	104,6892246
1,888976	147	107,3519215
1,92372	152	110,0730071
1,955328	157	112,5818879
1,986995	162	115,1280457
2,023126	167	118,0740198
2,052593	172	120,5095974
2,083803	177	123,1222289

По тангенсу наклона k_эфф = 0,60695 л/(моль*с)

По полученным данным построили график зависимости k_эфф от [B]

[B], моль/л	k_эфф, л/(моль*с)
0,001	0, 10631
0,002	0,14127
0,003	0,16985
0,004	0,19636
0,005	0,33999
0,006	0,47951
0,007	0,60695

Как говорилось в теоретической части тангенс угла наклона дает k₁×k₂/ k_-1, приняв k₂/ k_-1 = 2,5 определили k₁.

k₁ = 83,87643/2,5 = 33,55л/(моль*с)

Выводы

В ходе проделанной работы мы на реальном опыте ознакомились с кинетическим изотопным эффектом, определили его численную характеристику k_Н^эфф/k_D^эфф. Также нами было изучено коталитическое влияние оснований на реакцию диазосочетания и рассчитана константа скорости образования промежуточного продукта этой реакции σ-комплекса, а также определена зависимость величины эффективной константы скорости всего процесса

Информация о работе

ВУЗ:

Новосибирский государственный университет (НГУ)

Предмет:

Химия

Тип:

Отчеты по лабораторным работам

Категория:

Химия (Естествознание)

Размер файла:

267 Kb

Скачали:

Скачать файл

Изучение кинетического изотопного эффекта в реакции азосочетания. Кинетический изотопный эффект

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Похожие материалы

Информация о работе