Отчет по работе

должен содержать:

-теоретическое обоснование экспериментальной части работы и методику эксперимента,

-экспериментально измеренные объемы титрования,

-графики зависимости : объем титранта - время, логарифм константы скорости реакция - обратная температура,

-расчёт константы скорости и её среднего значения,

- мотивированное обоснование ошибки измерения всех величин.

Лабораторная работа 4

Определение константы скорости реакции второго порядка

Цель работы: определить константу скорости реакции второго порядка из экспериментальных данных.

ПРИБОРЫ И РЕАКТИВЫ:персульфат калия или натрия 0,05н, йодистый калий 0,1н, тиосульфат натрия 0,01н, шесть колб на 250мл, пипетки на 50 и 25мл, цилиндр на 100мл, бюретка на 25млдля тиосульфата натрия.

Теоретическое обоснование

Удобным объектом для исследования кинетики реакции 2-гопорядка является реакция окисления йодистого калия персульфатом натрия:

Na₂S₂O₈+2KI═K₂SO₄+Na₂SO₄+I₂.

Одним из продуктов реакции является свободный йод, позволяющий легко измерять скорость химической реакции. Определение количества йода, образовавшегося в ходе реакции, заключается в добавлении к реакционной смеси заданного количества тиосульфата натрия и определении времени его реагирования.

В момент, когда тиосульфат полностью прореагирует, в растворе появится свободный йод, который в присутствии крахмала сообщит раствору синюю окраску. Количество моль-экв тиосульфата натрия, добавленного к реакционной смеси, равно количествумоль-эквйодистого калия или персульфата натрия, прореагировавших ко времени появления синей окраски. Таким образом, время от начала реакции до появления синей окраски будет характеризовать время, за которое в реакцию вступило числомоль-эквреагента, равное количеству моль-экв тиосульфата натрия, добавленного к реакционной смеси.

Объектом исследования служит реакция окисления йодистого калия персульфатом калия или персульфатом натрия. Кинетическое уравнение 2-го порядка, если реагирующие вещества берутся в одинаковых количествах, в интегральной форме имеет вид:

k·t=x/a(a-x).

Отсюда видно, что зависимость между отношением количества прореагировавшего вещества к непрореагировавшемуx/(a-x) и временем (t) имеет линейный характер, причем наклон прямой линии связан с константой скорости выражениемtgα=a·k.

Методика эксперимента

В 6 колб с помощью пипетки вводят по 50 млперсульфата калия или натрия. Затем из бюретки добавляют 2, 5, 10, 15, 20 и 25млтиосульфата натрия. С помощью цилиндра добавляют дистиллированную воду: 98, 95, 90, 85, 80 и 75мл(объем раствора во всех колбах будет одинаковым). Далее прибавляют к каждому раствору несколько капель крахмала. С помощью пипетки вводят в каждую колбу 25млраствора йодистого калия. В момент вливания йодистого калия отмечают время начала реакции в минутах и секундах (таблица 4).

Дальнейший ход работы сводится к наблюдению за окраской раствора и фиксированию времени появления синей окраски, свидетельствующей о нейтрализации данной порции тиосульфата в реакционной смеси.

Таблица 4

Состав и количества

Вещество	Объем раствора, мл
	номер колбы
	I	II	III	IV	V	VI
Na2S2O8	50	50	50	50	50	50
Na2S2O3	2	5	10	15	20	25
H2O	98	95	90	85	80	75
крахмал
KI	25	25	25	25	25	25

По экспериментальным данным строят график зависимости x/(a-x) отt. Количествоx(вмоль-экв) йодистого калия, прореагировавшего к данному моменту времениt, равно числумоль-эквтиосульфата натрия в реакционной смеси:

х=V·0,01/1000,

где V– объем раствора тиосульфата натрия вмл.

Если построенная зависимость имеет линейный характер, из нее можно рассчитать константу скорости процесса. Константа скорости k, характеризующая скорость реакции для данного объема реакционной смеси, подсчитывается по наклону прямой линииk=(1/a)tgα.

Константа скорости реакции в любом объеме k^/= kV_p, гдеV_p- объем реакционной смеси, для которого получена константа скорости.