6. Фотохімічний розклад н2о2

Для роботи необхідно:установка (рис.1), перексид водню.

Фотохімічний розклад Н₂О₂ являється типовим ланцюговим процесом, механізм якого можна представити таким чином:

- реакція зародження ланцюга;

- цикл регенерації;

- реакція розгалуження;

- реакція обриву ланцюга.

Виділення кисню відбувається в результаті реакції

Ця реакція відноситься до ланцюгових реакцій з „виродженими розгалуженнями”. В даному процесі розгалуження здійснюється фотохімічно за рахунок підводу енергії ззовні. Відносно стійким проміжним продуктом являється вільний радикал ОН^-. Кінетика цієї реакції виражається рівнянням: , де

φ - константа наростання, що характеризує швидкість розгалуження;

τ – час.

Логарифмування його дає . Це рівняння прямої в системі координат.

Перед початком роботи необхідно по термодинамічним функціям розрахувати теплові ефекти елементарних стадій реакції та оцінити принципову можливість їх здійснення. Робота проводиться на установці, схема якої приведена на рис.1.

Послідовність виконання роботи

Рис. 1. Схема установки для вивчення кінетики фотохімічного розкладу Н₂О₂

Установка складається з кварцової колби 1, яка пропускає ультрафіолетові промені, зворотнього холодильника 5, градуйованої газової бюретки 3, зрівнювальної склянки 4 та ртутнокварцевої лампи 2. Кварцеву колбу 1 з розчином Н₂О₂ зєднати із зворотним холодильником 5 і встановити проти отвору 6 і захисного щитка 7. Відкрити кран 8 і рівень рідини в бюретці 3 при допомозі зрівнювальної склянки 4 поставити на нуль. Пустити воду в холодильник і дочекати моменту, коли встановиться рівень рідини в газовій бюретці при закритому крані 8. Рівень рідини, що змінився в бюретці, встановити відкриттям крану 8. Цим досягається сталість тиску, що рівний атмосферному. Після вирівнювання рівней при закритому крані 8 включається одночасно ртутнокварцева лампа і секундомір. Перший підрахунок записати після того, коли виділяться 1,0 -1,5 см³ кисню, потім через 3 хв., коли швидкість виділення газу досягне 1 см³/хв., підрахунки вести через хвилину. При підрахунку об’єму газу , необхідно вирівняти рівні рідин в зрівнювальній склянц і газовій бюретці.

Дослід припинити, коли виділиться 75-100 см³ газу. Дослідні дані записати в таблицю:

№ вимірювань	Час від початку р-ції, с	Покази бюретки	Об’єм О2, що виділився,м3	Швидкість р-ції, м/с	lgv

При обробці експериментальних даних побудувати графік в системі координат . Ця залежність необхідна для розрахунку швидкості. Швидкість у різні моменти часу визначається

.

Інтервал часу брати рівним 2 хвилини. Аналітична залежність швидкості від часу виражається рівнянням

, що в логарифмічній формі .

Для знаходження емпіричних констант А і φ побудувати графік залежності v і τ і по наростаючій кривій взяти значення v в різні моменти часу і накреслити графік у системі координат .

Величина φ визначається як тангенс кута нахилу одержаної прямої до осі τ, а - як відрізок, що відтинається прямою на осіпри значенні.