- •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
3 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии слабой кислоты
3.1 Приготовление растворов слабой кислоты
Выбирают природу слабой кислоты (таблица 11.5). Готовят три раствора слабой кислоты. Выбор значений молярных концентраций кислот в растворах зависит от силы кислоты (таблицы 11.5, 11.6).
Если объем раствора 50 см3, готовят в мерных колбах;
10 см3 – смешиванием аликвотных частей раствора кислоты и дистиллированной воды.
Таблица 11.5 – Константы диссоциации слабых кислот
№ |
Название Кислоты |
Химическая формула |
Константа диссоциации, K1 |
1 |
Винная |
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH |
9.110-4 |
2 |
Лимонная |
HOOCCH2 HOСCOOH HOOCCH2 |
7.410-4 |
3 |
Молочная |
СН3СН(ОН)СООН |
1.510-4 |
4 |
Муравьиная |
НСООН |
1.110-3 |
5 |
Пропионовая |
СН3СН2СООН |
1.810-4 |
6 |
Уксусная |
СН3СООН |
1.710-5 |
7 |
Фосфорная |
Н3РО4 |
7.110-3 |
Таблица 11.6 – Молярные концентрации слабой кислоты в исходных растворах
K1 |
Молярная концентрация слабой кислоты в исходном растворе, сi(НА), моль/дм3 |
Объем раствора, V, см3 | ||
K110-2 |
0.01 |
0.0075 |
0.005 |
50 |
K110-3 |
0.05 |
0.025 |
0.01 |
50 |
K110-4 |
0.5 |
0.25 |
0.1 |
10 |
K110-5 |
1 |
0.75 |
0.5 |
10 |
3.2 Кинетические измерения
Проводят все процедуры п. 2.2, заменяя растворы сильной кислоты растворами слабой кислоты (таблица 11.7).
Таблица 11.7 – Результаты кинетических исследований реакции разложения мурексида в присутствии слабой кислоты
Время от начала реакции, t , с. |
Молярная концентрация слабой кислоты в исследуемом растворе, моль/дм3 | |||||
c1(НА) |
c2(НА) |
c3(НА) | ||||
Оптическая плотность растворов индикатора | ||||||
А1 |
lnA1 |
А2 |
lnA2 |
А3 |
lnA3 |
Расчет константы скорости реакции
Константу скорости реакции рассчитывают по формуле (137) и методом наименьших квадратов как коэффициент уравнения (138) (таблица 11.8).
Таблица 11.8 – Константы скорости реакции разложения мурексида в растворах слабой кислоты
Молярная концентрация эквивалента слабой кислоты |
Константа скорости реакции и характеристика погрешности, мин-1 |
Разность | ||||
расчетным методом |
МНК |
фактическая |
допустимая | |||
с(НА), моль/дм3 |
kр |
S(k)
|
kМНК |
S(k)
|
kр- kМНК |
|
4 Оценка значения константы диссоциации слабой кислоты
Степень диссоциации слабой кислоты НА в растворах зависит от ее молярной концентрации:
. (139)
Константу диссоциации слабой кислоты рассчитывают по формуле:
. (140)
Таблица 11.9 – Степень и константа диссоциации слабой кислоты
Молярная концентрация кислоты |
Константа скорости реакции |
Степень диссоциации кислоты |
Константа диссоциации кислоты |
Среднее значение константы диссоциации кислоты |
Стандартное отклонение
|
с(НА), моль/дм3 |
, мин-1 |
|
K1 |
|
|
Строят график зависимости степени диссоциации слабой кислоты от её молярной концентрации.