POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ"

Krystyna Wróbel
5 lat temu
Przeglądów:

1 WPŁYW SIŁY JONOWEJ ROZTWORU N STŁĄ SZYKOŚI REKJI WSTĘP Rozpatrzmy reakcję przebegającą w roztworze mędzy jonam oraz : k + D (1) Gdy reakcja ta zachodz przez równowagę wstępną, w układze występuje produkt pośredn : + K k' D () (K - stała równowag perwszej reakcj, k' - stała szybkośc drugego etapu) Przy tego typu reakcjach następczych, perwszy etap przebega zwykle szybko, zaś drug etap wolno. Etapem określającym szybkość reakcj jest węc etap drug: v = = k' [] (3) Wyrażene na stałą równowag perwszego etapu posada postać: K = a a a = f f f [] [] [] (4) gdze a jest aktywnoścą: Równana te prowadzą do następującego wyrażena na stałą szybkośc rozpatrywanej reakcj: v k K f f = = ' [ ] [] f (5) Wartość współczynnków aktywnośc, f, oszacować można na podstawe równana Debye'a - Hückel'a: logf = ' z I (6) gdze I jest słą jonową roztworu: 1 I = c z (7) zaś z jest ładunkem -tego jonu. Spełnona mus być równeż zależność: str. 1

2 z = z + z (8) Występujące w równanu (1.4) (1.5) współczynnk aktywnośc opsać można węc wyrażenem: log f f f [ ( ) ] = ' J z + z z + z = ' J z z (9) Równane (5) napsać można węc w postac: v = = k [] (10) gdze: k = = k' K f f f [] (11) Równana (10) (11) słuszne są wtedy, gdy stężene substratu jest dużo wyższe od stężena substratu, a węc stężene jest stałe w czase trwana reakcj. Z równana (1.1) wynka ponao, ż: v = = d [] d[] oraz = k[] (1) co prowadz do zależnośc: log k k' K[] lub naczej = ' z z I (13) logk = X + Y I (14) gdze: X= log k' K [] oraz Y = ' z z (15) Równane (14)) wskazuje ż szybkość reakcj następczej jonowej zależna jest od sły jonowej roztworu (stężena obcego elektroltu). Przykładem reakcj rozważanego typu jest reakcja jonów OH - (reagent ) z foletem krystalcznym (reagent ): str.

3 H 3 H 3 N l - N + H 3 H 3 H 3 N H 3 Rysunek 1. Jedna ze struktur rezonansowych foletu krystalcznego Przebeg reakcj wygodne można śledzć metodą kolorymetryczną, gdyż folet krystalczny posada slne wdmo absorpcyjne, zaś produkt reakcj jest bezbarwny. Równane (1) po scałkowanu przybera postać: ln c c0 = kt gdze c - stężena foletu w czase t, c 0 - stężene początkowe foletu (dla t = 0), t - czas od rozpoczęca reakcj (w sekundach). (16) Równane (1.16) przekształcć można do postac: l n = kt gdyż c 0 (17) gdze oznacza absorbancję roztworu w chwl t, zaś o w chwl początkowej (należy odróżnć symbol absorbancj od symbolu substratu ). EL ĆWIZENI elem ćwczena jest znalezene zależnośc stałej szybkośc reakcj foletu krystalcznego z jonam wodorotlenowym od sły jonowej roztworu. PRTUR SPEOL: z przystawką na 4 kuwety Kuwety szklane - 4 szt., d =1 cm. str. 3

4 SZKŁO Zlewk 100 ml - szt. Kolbk marowe 50 ml - 4szt. Ppety welomarowe 5 ml 10 ml. Tryskawka z wodą destylowaną. ODZYNNIKI Roztwór KNO 3 (lub nnej sol, np.kl) 1 mol dm -3. Roztwór KOH (lub NaOH) 0.1 mol dm -3. Roztwór foletu krystalcznego 10-4 mol dm -3. WYKONNIE ĆWIZENI 1. Zmerzyć wdmo foletu krystalcznego o stężenu 10-5 mol dm -3. Wdmo wykonać w zakrese od nm co 10 nm. Wyznaczyć długość fal dla maksymalnej absorpcj.. Zmerzyć zmanę absorbancj w czase, roztworów zawerających folet krystalczny, NaOH oraz obcą sól o stężenach wyszczególnonych w tabel ponżej Roztwór nr Stężene /mol dm -3 Folet krystalczny NaOH KNO 3 (lub Kl) zas rozpoczęca reakcj przyjąć za równy momentow dodana do roztworów jonów OH -. bsorbancję merzyć co 5 mnut od chwl rozpoczęca reakcj. Pomary zakończyć po 30 mnutach od chwl rozpoczęca reakcj. OPROWNIE WYNIKÓW 1. Wykreślć zależnośc absorbancj od czasu.. Wyznaczyć stałą szybkośc reakcj dla poszczególnych roztworów. 3. Wykreślć zależność ( ) logk f I =. 4. Na podstawe wykresu wyznaczyć wartość lczbową stałej Debye'a-Hückel'a. Porównać z wartoścą lteraturową. str. 4

5 Wzór tabel schematu opracowana.. Wydzał. Kerunek Studa nestacjonarne Nr grupy: Nr zespołu:. Imę Nazwsko studenta.. Nr ćwczena:... Data wykonywana ćwczena:. Nazwsko Prowadzącego: 1. Temat ćwczena:. el ćwczena: 3. Pomary: 4. Oblczena: 5. Wykresy: 6. Wnosk: str. 5

Podobne dokumenty

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego Katedra Chem Fzycznej Unwersytetu Łódzkego Wyznaczane współczynnka podzału Nernsta w układze: woda-kwas octowychloroform metodą potencjometryczną ćwczene nr 9 Opracowała dr hab. Małgorzata Jóźwak Zakres