Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г



страница4/9
Дата03.12.2012
Размер1.04 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ


Берут две мерные колбы емкостью 100 мл. В одну наливают 50 мл 0,025 М щелочи, в другую – 50 мл 0.0167 М ацетоуксусного эфира. Колбы плотно закрывают резиновыми пробками и помещают в термостат при t = 25ºС (Т = 298 К). Когда растворы в колбах приобретут заданную температуру (примерно через 10 минут), содержимое одной колбы переливают в другую, тщательно перемешивают, отбирают 10 мл смеси в коническую колбу, куда заранее добавлено 25 мл дистиллированной воды, 2-3 капли индикатора фенолфталеина и титруют 0,01 М раствором HCl до исчезновения розовой окраски индикатора. Момент отбора первой пробы принимают за начало реакции. Затем отбирают по 10 мл смеси через 5, 10, 15, 20, 25 минут от начала опыта, записывая объем раствора HCl, пошедшего на титрование. Колба с реакционной смесью во время опыта находится в термостате. После последнего титрования колбу со смесью вынимают из термостата, ее содержимое переливают в круглодонную колбу с обратным холодильником и нагревают на водяной бане при температуре t = 80-90ºС в течение 30 минут. Затем реакционную смесь охлаждают на воздухе до 25ºС, отбирают пробу объемом 10 мл и титруют ее 0.01 М раствором HCl с фенолфталеином. Это титрование рассматривают как конечное, соответствующее установлению равновесия изучаемой реакции. По полученным данным опыта вычисляют константу скорости реакции для значений времени, равных 5, 10, 15, 20 и 25 мин., а также находят среднее значение константы при Т = 298 К.

Аналогично проводят опыт при повышенной температуре t = 45ºС (T = 318 K) и определяют среднее значение константы скорости реакции при этой температуре.

Константу скорости реакции вычисляют по уравнению (7):
, (7)
где k – константа скорости реакции;

τ – время, мин;

V0 –объем раствора HCl, пошедшего на первое титрование, мл;

Vτ – объем раствора HCl, пошедшего на титрование через 5, 10, 15, 20, 25 мин, мл;

V - объем раствора HCl, пошедшего на последнее титрование, мл;

С – концентрация раствора кислоты, моль/л; (С = 10-2 моль/л);

V – объем пробы, мл (V = 10 м л).


Результаты измерений заносят в таблицу:

Таблица 1

№ пробы

Промежуток времени от начала реакции τ, мин

Объем кислоты, израсходованный на титрование пробы, мл

Константа скорости k

0

0

V0




1

5

V1

k1

2

10

V2

k2

3

15

V3

k3

4

20

V4

k4

5

25

V5

k5

6



V

-













Энергию активации рассчитывают по уравнению Аррениуса (6), и определяют из графика, построенного в координатах ln k – 1/T (уравнение 5).

В выводе указывают средние значения констант скоростей реакции омыления ацетоуксусного эфира при двух температурах и найденное значение энергии активации реакции.

Задачи для самостоятельного решения

1. Для реакции А, протекающей по n-му порядку, получены значения константы скорости при различных температурах. Рассчитайте энергию активации.

№ варианта

Реакция А

Т, К

k


1


Гидролиз (CH2)6CCl2 в 80%-ном этаноле

n = 1


273

298

308

318

1,06 · 10-5

3,19 · 10-4

9,86 · 10-4

2,92 · 10-3


2


N2O5 → N2O4 + ½ O2

n = 1

273,1

288,1

283,1

298,1

308,1

313,1


7,87 · 10-7

1,05 · 10-5

1,76 · 10-5

3,38 · 10-5

1,35 · 10-4

2,47 · 10-4



3


Разложение ацетодикарбоксильной кислоты в водном растворе

n = 1

273,2

293,2

333,2

273,2

2,46 · 10-5

47,5 · 10-5

5480 · 10-5

5,67 · 10-7


4


N2O5 → N2O4 + ½ O2

n = 1

298,2

308,2

318,2

328,2

338,2

3,46 · 10-5

1,46 · 10-4

4,98 · 10-4

1,50 · 10-3

4,87 · 10-3


5


C2H5Br → C2H4 + HBr

n = 1

750

760

770

780

790


4,53 · 10-3

7,19 · 10-3

1,12 · 10-2

1,74 · 10-2

2,66 · 10-2



6


N2O4 → 2NO2

n = 1

300

310

320

330

340


3,28 · 106

6,65 · 106

1,25 · 107

2,39 · 107

4,25 · 107



7


цикло-(CH3CHO)2 → 3CH3CHO

n = 1

500

510

520

530

540


5,17 · 10-5

1,23 · 10-4

2,34 · 10-4

6,45 · 10-4

1,40 · 10-3



8


CH3CH = CHCH3 + HBr → CH3CH2CHBrCH3

n = 2

300

310

320

330

340


7,63 · 10-7

2,05 · 10-6

6,30 · 10-6

1,88 · 10-5

5,18 · 10-5



9


H2 + C2H4 → C2H6

n = 2

600

610

620

630

640


7,41 · 10-3

1,34 · 10-2

2,38 · 10-2

4,14 · 10-2

7,14 · 10-2



10


H2 + I2 → 2HI

n = 2

500

510

520

530

540

7,83 · 10-4

1,71 · 10-3

0,24 · 10-3

7,48 · 10-3

1,50 · 10-2



11


HI + CH3I → CH4 + I2

n = 2

400

410

420

430

440


9,95 · 10-5

2,78 · 10-4

7,39 · 10-4

1,88 · 10-3

4,59 · 10-3



12


2HI → H2 + I2

n = 2

500

510

520

530

540


2,93 · 10-6

7,09 · 10-6

1,65 · 10-5

3,73 · 10-5

8,18 · 10-5



13


2NO2 → 2NO + O2

n = 2

350

360

370

380

390


1,12 · 10-4

4,13 · 10-4

1,12 · 10-3

2,99 · 10-3

7,49 · 10-3



14


CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH

n = 2

(растворитель H2O)

280

290

300

310

320


24,378

48,865

93,540

122,460

216,272



15


CH3Br + NaI → CH3I + NaBr

n = 2

(растворитель H2O)

280

290

300

310

320


8,39 · 10-2

2,07 · 10-1

7,55 · 10-1

2,032

5,152



16


2H2C = HC = HC – CH2 → CH2 = C(C3H7)CH2 – CH = CH2

n = 2


503

513

523

527

530

642

0,531

0,751

1,19

1,40

1,70



17


CH4 + H2O = CO + 3H2

n = 2

973

1023

1073

1221

1273


0,14 · 10-4

0,28 · 10-4

0,14 · 10-3

0,012

0,018



Расчетные формулы

Выразим графически зависимость k от температуры Т в аррениусовских координатах (рис. 2). По тангенсу угла наклона полученной прямой определим энергию активации:

Eакт = 2,3 R tg α

где tg α = ab/bc (рис. 2).



Рис. 2 – Зависимость lg k от 1/T
2. По значениям констант скоростей при двух температурах определить: энергию активации, константу скорости при температуре Т3, температурный коэффициент скорости химической реакции и количество вещества х, прореагировавшего за время τ, если начальные концентрации равны С0. Принять, что порядок реакции и молекулярность совпадают.




Реакция

Т1, К

k1,

мин1·моль1·л

Т2, К

k2,

мин1·моль1·л

Т3, К

t, мин

с0,

моль/л

18

H2 + Br2 → 2HBr

574

0,0856

497

0,00036

483

60

0,09

19

H2 + Br2 → 2HBr

551

0,0159

525

0,0026

568

10

0,1

20

H2 + I2 → 2HI

599

0,00146

6722

0,0568

648

28

2,83

21

H2 + I2 → 2HI

683

0,0659

716

0,375

693

27

1,83

22

2HI →H2 + I2

456

0,000942

700

0,00310

923

17

2,38

23

2HI →H2 + I2

628

0,0000809

7880

0,1059

976

18

1,87

24

2NO →N2 + O2

1525

47059

1251

1073

1423

45

2,83

25

2NO2 →2N2 + O2

986

6,72

1165

977,0

1053

65

1,75

26

N2O5 →N2O4 + 1/2O2

298

0,00203

288

0,000475

338

32

0,93

27

PN3 → Pг + 3/2H2

953

0,0183

918

0,0038

988

80

0,87

28

SO2Cl2 → SO2 + Cl2

552

0,0000609

593

0,00132

688

35

2,5

29

KClO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4

→ KCl + 3Fe2(SO4)3 + 3H2O

283

1,00

305

7,15

383

35

11,67

30

CO + H2O → CO2 + H2

288

0,00031

313

0,00815

303

89

3,85

31

COCl2 → CO +Cl2

655

0,0053

745

0,676

698

104

0,8

32

C2H5ONa + CH3I →

→ C2H5OCH3 + NaI

273

0,0336

303

2,125

288

10

0,87

33

CH2OHCH2Cl + KOH →

→ CH2OHCH2OH + KCl

297

0,68

316

5,23

303

18

0,96

34

CH2ClCOOH + H2O →

→ CH2OHCOOH + HCl

353

0,0000222

403

0,00237

423

26

0,50

35

CH3CO2C2H5 + NaOH →

→ CH3CO2Na + C2H5OH

283

2,307

318

21,65

343

15

0,95

36

CH3CO2CH3 + H2O →

→ CH3CO2H + CH3OH

(в вод. р-ре катализатор HCl 0,1 н)

298

0,000653

308

0,001663

313

25

1,60

37

CH3CO2CH3 + H2O →

→ CH3CO2H + CH3OH

298

0,01609

308

0,03784

323

80

2,96

38

CH3CO2C2H5 + H2O →

→ CH3CO2H + C2H5OH

273

0,00002056

313

0,001094

298

67

3,55

39

2CH2O + NaOH →

→ HCO2Na + CH3OH

323

0,0055

358

0,2940

338

5

0,5

40

(CH3)2SO4 + NaI →

→ CH3I + Na(CH3)SO4

273

0,029

298

1,04

286

100

3,89

41

C6H5CH2Br + C2H5OH →

→ C6H5CH2OC2H5 + HBr

298

1,44

338

2,01

318

90

2,67

42

C12H22O11 + H2O →

→ 2C6H12O6

298

0,0765

328

35,5

313

15

1,85


Расчетные формулы

1.Рассчитать энергию активации по уравнению Аррениуса:

.

2. Найти константу скорости химической реакции k3 при температуре T3 также из уравнения Аррениуса:

.

3. Температурный коэффициент скорости химической реакции рассчитать по уравнению:



4. Количество прореагировавшего вещества х за время τ можно рассчитать, преобразовав выражения для констант скоростей соответствующего порядка:

(n = 1)

(n = 2).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАНДАРТНОГО ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ФЕРРИ-ФЕРРО ЭЛЕКТРОДА


ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить стандартный окислительно-восстановительный потенциал φ0 электродной реакции Fe3+ + e- ↔ Fe2+.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие для лабораторно-практических занятий студентов биотехнологического факультета по аналитической химии (количественный анализ)
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов биотехнологического факультета к лабораторно-...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие для студентов 4 курса (озо, одо) специальности 050602. 65 «Изобразительное искусство»
О. А. Бакиева. Народный костюм Севера: Учебно-методическое пособие для студентов 4 курса очной и заочной формы обучения специальности...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие для студентов-юристов первого курса заочного отделения
Попов Е. Б., Феоктистова Е. М. Английский язык для студентов 1-го курса заочного отделения (2 семестр): Учебно-методическое пособие....
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие по Новой истории стран Азии и Африки Брянск, 2008 Сагимбаев Алексей Викторович. Учебно-методическое пособие по курсу «Новая история стран Азии и Африки»
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневного отделения Исторического факультета, обучающихся по специальности...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconИ. А. Корбут, О. А. Теслова
Учебно-методическое пособие на английском языке предназначено для студентов 4 курса лечебного факультета и факультета по подготовке...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие по патологической физиологии Для студентов медицинского факультета специальностей
Основы павтогенеза сахарного диабета: Учебно-методическое пособие по патологической физиологии. Для студентов медицинского факультета...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие по латинскому языку для студентов I курса факультета филологии и журналистики I семестр 36 занятий

Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие для студентов факультета лингвистики. М.: Импэ им. А. С. Грибоедова, 2004. 36 с. Подготовлено на факультете лингвистики
Стар 77 Деловые культуры в международном бизнесе: Учебно-методическое пособие для студентов факультета лингвистики. — М.: Импэ им....
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие к изучению немецкого языка для студентов заочного отделения факультета сервиса издательство
Учебно-методическое пособие предназначено для работы со студентами заочного отделения факультета сервиса, специальностей «Сервис»,...
Учебно-методическое пособие для студентов 2-го курса биологического факультета Барнаул 2006 г iconУчебно-методическое пособие для студентов факультета нано- и биомедицинских технологий. Саратов, 2011. 24 с. Рецензент: д ф. м н. Пономаренко В. И
Диканев Т. В спектральный анализ сигналов. Учебно-методическое пособие для студентов факультета нано- и биомедицинских технологий....
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org