3. Экспериментальная часть

1. Приборы и реактивы : термостат, колбы мерные с притертыми пробками емкостью 100 см³, колбы конические для титрования емкостью 100 см³, пипетки, бюретка, 0,03 М раствор Fe₂(SO₄)₃, 0,03 M раствор RJ, 0б\,015 М раствор Na₂S₂O₃, раствор крахмала.

2. Порядок выполнения работы

Взять четыре пронумерованные сухие мерные колбы емкостью 100 см³, налить в них растворы в соответствии с таблицей 2

Таблица 2

Раствор, см3	Колба 1	Колба 2	Колба 3	Колба 4
0,03 М Fe2(SO4)3	50	-	55	-
0,03 М KJ	-	50	-	45

Приготовить для титрования 8 конических колб емкостью 100 см³. В каждую колбу налить 30-35 см³ дистиллированной воды и поставить для охлаждения в лед.

Слить вместе содержимое 1 и 2 колб, отметив момент сливания по часам. Через 10 минут слить содержимое 3 и 4 колб и также отметить время. Колбы плотно закрыть пробками. Через 20 минут после сливания из каждой колбы отобрать пипеткой 15 см³ раствора и поместить их в колбы для титрования с охлажденной водой. Время отбора пробы считать с точностью до 1 минуты. Сразу после сливания выделившийся иод титровать 0,015 М раствором Na₂S₂O₃ до бледно-желтой окраски. Затем добавить несколько капель раствора крахмала и титровать до исчезновения синего окрашивания. Отбор проб повторить через 40, 60, 80 минут от момента сливания. Одинаковое количество (см³) гипосульфита, израсходованное на титрование в двух последовательно взятых пробах из каждой колбы, указывает на достижения равновесия в реакции. Записать температуру опыта по комнатному термометру. Опытные данные занести в таблицу 3.

Таблица 3

Колбы	Т, К	Результаты титрования , VNa S O , см3
	Т1	20 мин	40 мин	60 мин	80 мин
1 – 2 3 – 4
Колбы	Т2	10 мин	20 мин	30 мин	40 мин
1 – 2 3 – 4

Повторить эксперимент при другой температуре (по указанию преподавателя), помещая колбы с растворами в термостат и проводя отбор проб через 10, 20, 30 и 40 минут от момента сливания. Экспериментальные данные занести в таблицу 3.

4. Обработка экспериментальных данных

4.1.Концентрация иода в состоянии равновесия:

С_J = .

4.2. Концентрация ионов Fe²⁺ : C_Fe = 2C_J

4.3. Концентрация ионов Fe³⁺ : C_Fe = C_{Fe (SO )} - C_Fe

где C_{Fe (SO )} = C⁰ _{Fe (SO )} ^. ,

а и b – объемы раствор Fe₂(SO₄)₃ и KJ соответственно, взятые для проведения реакции.

4.4. Концентрации ионов J^- : С_J = C_KJ – 2C_J ,

где C_KJ = C⁰ _KJ ^. .

4.5. Константы равновесия для двух опытов при двух температурах :

К = .

4.6. Среднее К для каждой температуры Т₁ и Т₂ :

К_Т = .

4.7. Занести в таблицу 4 для расчетов.

Таблица 4

Номер колбы	Температура	CJ	CFe	CFe	СJ	К	Кср
1 – 2	Т1					К1	КТ
3 – 4						К2
1 – 2	Т2					К3	КТ
3 - 4						К4

4.8. Рассчитать изменение свободной энергии Гиббса при двух температурах:

ΔG = - RT₁lnK_T , ΔG = - RT₂lnK_{T ,}

где R = 8,314 Дж/моль ^. К

4.9. Рассчитать изменение энтальпии по уравнению изобары Вант-Гоффа:

а) аналитически из уравнения (13):

ΔН =

Б) графически из уравнения (12). Для этого необходимо построить график в координатах lnK = f(1/T) как показано на рисунке 3.

ln K

ln K_T2

ln K_T1

1/T₂ 1/T₁ 1/T

Рис. 3

Найти коэффициенты в уравнении (12):

А = . В₁ = lnK_T - В₂ = lnK_T -

В =

Найти графическое значение изменения энтальпии из уравнения (12):

ΔН_гр = - RA.

4.10. Записать уравнение зависимости К от Т в интегральной форме, подставив значения А и В.

4.11. Рассчитать изменение энтропии, Дж/моль ^. К:

ΔS_T = ΔS_T =

Данные расчетов занести в таблицу 5.

Таблитца 5

Температура	К	А	В	ΔН, Дж/моль		ΔG, Дж/моль . К	ΔS, Дж/моль . К
Т1				Анал.	Граф.
Т2

4.13 Сформулировать выводы о работе, оформить отчет.