- •Е. В. Ванчикова, м. А. Рязанов,
- •В. В. Сталюгин
- •Практические работы
- •По физической химии
- •Содержание
- •Числа переноса ионов Электролиз и числа переноса
- •Работа 1 определение чисел переноса ионов в растворе серной кислоты выполнение измерений
- •1 Подготовка медного кулонометра
- •1.1 Подготовка катода
- •2 Приготовление растворов
- •3 Электролиз водного раствора серной кислоты
- •4 Определение количества эквивалентов кислоты в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов серной кислоты
- •4.2 Расчет изменения количества кислоты в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса сульфат-ионов
- •Работа 2 определение чисел переноса ионов
- •3 Электролиз водного раствора гидроксида натрия
- •4 Определение количества эквивалентов гидроксида натрия в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов гидроксида натрия
- •4.2 Расчет изменения количества гидроксида натрия в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса ионов натрия
- •Поляризация молекул и молекулярная рефракция
- •1 Законы поляризации молекул
- •2 Рефракция
- •2.1 Аддитивность рефракции
- •2.2 Рефракция растворов
- •3 Показатель преломления
- •4 Молекулярная рефракция раствора
- •5 Дисперсия молярной рефракции
- •Работа 3 опредение рефракции органических соединений выполнение измерений
- •4.2 Измерение показателя преломления вещества
- •4.3 Расчет молекулярной рефракции вещества
- •Работа 4 Определение молекулярной рефракции растворов и оценка эффективного радиуса молекулы растворенного вещества
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •2 Измерение плотности растворов
- •3 Измерение показателя преломления растворов
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •Работа 5 Анализ смеси углеводородов по относительной дисперсии молекулярной рефракции
- •1 Приготовление растворов и измерение показателя преломления
- •2 Оценка значений коэффициентов градуировочной функции
- •3 Определение массовой доли ароматического углеводорода
- •Кинетика гомогенных химических реакций
- •1 Определение молярной концентрации ионов железа (III)
- •2 Определение частного порядка реакции по отношению к ионам железа (III)
- •2.1 Приготовление растворов
- •2.2 Исследование кинетики реакции
- •3 Определение частного порядка по отношению к йодид-ионам
- •3.1 Приготовление растворов
- •3.2 Исследование кинетики реакции
- •3.3 Расчет частного порядка реакции по отношению к йодид-ионам
- •14 Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами железа (III)
- •Работа 7 Гидролиз сложного эфира в щелочном растворе
- •1 Приготовление раствора гидроксида натрия
- •2 Подготовка вспомогательных средств
- •3 Изучение кинетики реакции
- •3 Математическая обработка результатов исследования системы, в которой с(r1coor2) с(NaOh)
- •3.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •3.2 Расчет константы скорости реакции
- •4.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •4.2 Расчет константы скорости реакции
- •Работа 8 определение константы скорости и энергии активации реакции ГидролизА сложного эфира кондуктометрическим методом
- •1 Оценка значения характеристики ячейки кондуктометра
- •1 Измерение
- •3 Измерение электропроводности исследуемой системы
- •5 Расчет равновесных концентраций компонентов смеси и константы скорости реакции
- •Кинетика гомогенных каталитических химических реакций Работа 9 Определение константы скорости и энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в присутствии кислоты
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление раствора сильной кислоты
- •2 Определение молярной концентрации эфира в исследуемой системе
- •3 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 30 с
- •4 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 45 с
- •4 Оценка энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в водном растворе
- •Работа 10 Изучение кинетики реакции гидролиза сахарозы (тростникового сахара)
- •1 Поляризация излучения
- •2 Зависимость угла вращения плоскости поляризации поляризованного излучения от молярной концентрации оптически активного соединения
- •3 Поляриметр
- •1 Определение нулевого положения анализатора
- •2 Приготовление растворов сахарозы и измерение угла вращения
- •2.1 Приготовление и исследование водного раствора сахарозы
- •2.1 Приготовление и исследование кислого раствора сахарозы
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •4 Каталитическая активность кислот
- •Работа 11 Изучение скорости разложения мурексида. Определение константы диссоциации слабой кислоты
- •1 Изучение оптимальных условий измерения оптической плотности растворов
- •1.3 Приготовление рабочего раствора индикатора
- •2 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии сильной кислоты
- •2.1 Приготовление растворов сильной кислоты
- •2.2 Кинетические измерения для реакции разложения мурексида
- •2.3 Расчет константы скорости реакции
- •2.3.2 Метод наименьших квадратов
- •2.4 Оценка значений ko, kH
- •3 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии слабой кислоты
- •3.1 Приготовление растворов слабой кислоты
- •3.2 Кинетические измерения
- •4 Оценка значения константы диссоциации слабой кислоты
- •Работа 12 Йодирование ацетона в кислой среде
- •Выполнение измерений
- •1 Вспомогательные растворы
- •2 Приготовление реакционной смеси
- •3 Определение молярной концентрации эквивалента кислоты в растворе
- •4 Определение молярных концентраций ацетона и йодацетона
- •5 Расчет константы скорости реакции
- •5.1 Расчетный способ
- •5.2 Метод наименьших квадратов
- •Влияние ионной силы на кинетику ионных реакций
- •1 Приготовление раствора индикатора
- •2 Приготовление щелочных растворов соли с различной ионной силой
- •3 Измерение оптической плотности исследуемых растворов индикатора с электролитом
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •4.1 Расчет констант скорости реакции
- •4.2 Расчет ионной силы раствора
- •4.3 Расчет значения параметра а уравнения Дебая – Хюккеля
- •Равновесия в растворах
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •1.1 Основной раствор индикатора
- •1.2 Растворы индикатора, имеющие различное значение рН
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •3.1 Определение числа поглощающих частиц в растворе по числу изобестических точек
- •3.2 Оценка значения константы диссоциации органического реагента
- •Работа 15 Определение рН образоваНия гидроксида металла и его произведения растворимости
- •1 Определение значения рНо
- •1.1 Измерение рН растворов
- •2 Математическая обработка результатов измерений
- •2.1 Определение пр по значению рНо
- •Литература
- •167982, Г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28
14 Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами железа (III)
Общий порядок реакции равен сумме частных порядков по отношению к ионам Fe3+ и I-:
n = n1 + n2 . (84)
Рассчитывают стандартное отклонение измеренного общего порядка реакции – S(n):
. (85)
Сравните измеренные значения частных порядков реакции по отношению к ионам Fe3+ и I- и предполагаемые согласно механизму реакции, описанному схемой (69).
Работа 7 Гидролиз сложного эфира в щелочном растворе
В случае гидролиза сложного эфира в щелочном растворе:
CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH, (86)
речь идет о непосредственном взаимодействии между эфиром и щелочью, причем оба реагента растворены в водной среде и их молярные концентрации заметно меняются в течение реакции. Этим объясняется то обстоятельство, что реакция подчиняется кинетическому уравнению второго порядка.
ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
В работе может быть исследована кинетика реакций гидролиза сложных эфиров: метилового и этилового эфира уксусной кислоты.
Таблица 7.1 – Состав исследуемых систем
Исследуемая система: СH3COOCH3+ NaOH | |||||
Номер системы с(R1COOR2)= c(OH-) |
Объем эфира |
Молярная концентрация гидроксида натрия |
Номер системы с(R1COOR2)< c(OH-) |
Объем эфира |
Молярная концентрация гидроксида натрия |
V, см3 |
с(OH-), моль/дм3 |
V, см3 |
с(OH-), моль/дм3 | ||
1 |
0.40 |
0.0202 |
5 |
0.40 |
0.040 |
2 |
0.35 |
0.0176 |
6 |
0.35 |
0.035 |
3 |
0.30 |
0.0151 |
7 |
0.30 |
0.030 |
4 |
0.25 |
0.0126 |
8 |
0.25 |
0.025 |
Исследуемая система: СH3COOCH2CH3+ NaOH | |||||
9 |
0.50 |
0.0204 |
15 |
0.50 |
0.040 |
10 |
0.45 |
0.0184 |
16 |
0.45 |
0.036 |
11 |
0.40 |
0.0164 |
17 |
0.40 |
0.032 |
12 |
0.35 |
0.0143 |
18 |
0.35 |
0.028 |
13 |
0.30 |
0.0123 |
19 |
0.30 |
0.025 |
14 |
0.25 |
0.0102 |
20 |
0.25 |
0.020 |
1 Приготовление раствора гидроксида натрия
Готовят 600 см3 раствора гидроксида натрия (с(OH-) соответствует системе, приведенной в таблице 7.2).
В коническую колбу вместимостью 800 1000 см2 мерной пипеткой отбирают рассчитанный объем раствора гидроксида натрия
(с(OH-) 1 моль/дм3) и мерным цилиндром дистиллированной воды.
В колбу для титрования помещают мерной пипеткой 10 см3 раствора хлороводородной или серной кислот (с(H+) = 0.05 моль/дм3) и аликвотную часть приготовленного раствора гидроксида натрия:
– если в исследуемой системе будет равенство реагирующих компонентов (с(R1COOR2) = c(OH-)), Va = 20 см3;
– если с(R1COOR2) < c(OH-), Va =10 см3.
Избыток кислоты оттитровывают раствором гидроксида натрия (c(ОH-) = 0.02 моль/дм3) в присутствии фенолфталеина.
Рассчитывают молярную концентрацию гидроксида натрия в приготовленном растворе – a, моль/дм3 .
Если в исследуемой системе предполагается равенство с(R1COOR2) = c(OH-), то молярная концентрация гидроксида натрия в приготовленном растворе не должна отличаться от заданной более чем на 0.0005 моль/дм3. При большем отклонении рассчитывают объем эфира, соответствующий полученной концентрации гидроксида натрия.