ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Определение скорости химических реакций
Опыты
Опыт 1. Определение частного порядка реакции по тиосульфату натрия.
Опыт 2. Определение частного порядка реакции по серной кислоте.
Опыт 3. Определение энергии активации реакции.
Аннотация
Целью работы является экспериментальное определение кинетических параметров химической реакции: частных и общего порядка реакции, энергии активации. Исследуется реакция между тиосульфатом натрия и серной кислотой. О скорости протекания химической реакции судят по изменению оптической плотности раствора с течением времени. Исследования проводятся в фотоколориметре.
Эксперимент 1. Определение частного порядка реакции
по тиосульфату натрия Na2S2O3
Эксперимент 2. Определение частного порядка реакции
по серной кислоте H2SO4
Эксперимент 3. Определение энергии активации реакции
Вопросы и упражнения
1. В чем заключается отличие средней и истинной (мгновенной) скорости реакции? Как при помощи графического способа можно найти среднюю и истинную скорости?
2. Какие реакции называют простыми и сложными? Какой признак позволяет это определить?
3. Что называется порядком реакции? Какие значения он может принимать? Как отличаются порядки простых и сложных реакций? В чем состоит сущность наиболее простого метода определения порядка реакции?
4. Каков физический смысл константы скорости? Как экспериментально ее можно определить?
5. Запишите кинетические уравнения для реакций:
2NO + O2 = 2NO2;
2HI = H2 + I2;
H2 (г) + S (к) = H2S (г).
Как изменится скорость 1-й реакции, если: а) увеличить общее давление в 2 раза; б) уменьшить концентрацию моноксида азота в 2 раза?
6. Почему правило Вант-Гоффа называют эмпирическим? Какие ограничения существуют для этого правила?
7. Каков физический смысл предэкспоненциального множителя и множителя
в уравнении Аррениуса?
Задачи
1. Для реакции 2Co3+ + Tl+ = 2Co2+ + Tl3+ получена следующая зависимость скорости реакции от концентрации ионов в растворе:
Концентрация Co3+, моль/л
0,1 0,3 0,4 0,3 0,3
Концентрация Tl+, моль/л
0,1 0,1 0,1 0,2 0,3
Скорость (усл. ед.)
1 3 4 6 9
Выведите кинетическое уравнение этой реакции.
2. Определите энергию активации и температурный коэффициент скорости реакции CO + H2O = CO2 + H2, константа скорости которой при 288 К и 313 К равна соответственно 3,1∙10–4 и 8,2∙10–3.
3. На сколько градусов необходимо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 64 раза, если температурный коэффициент скорости этой реакции равен 2?
4. При 500 К реакция заканчивается за 10 с. Сколько времени длится эта реакция при 400 К, если температурный коэффициент равен 2,3?
5. Энергия активации некоторой реакции равна 126 кДж/моль. Константа скорости при 600 К равна 83,9. Рассчитайте константу скорости при 640 К.
