LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

SZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy estru

KATALIZA I KINETYKA CHEMICZNA

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

KINETYKA INWERSJI SACHAROZY

1 ekwiwalent 2 ekwiwalenty 2 krople

3. Badanie kinetyki enzymów

WYZNACZANIE PRZEWODNICTWA GRANICZNEGO ELEKTROLITÓW

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

PRAWO DZIAŁANIA MAS I REGUŁA PRZEKORY

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Wyznaczanie stałej dysocjacji pk a słabego kwasu metodą konduktometryczną CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA. Tabela wyników pomiaru

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. SPEKTROFOTOMETRII podstawy teoretyczne

1 ekwiwalent 1 ekwiwalent

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ PREPARATYKA KATALIZATORA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY. Miejsce ćwiczenia: Zakład Chemii Fizycznej, sala 109

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji metodą graficzną. opiekun mgr K.

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

1 ekwiwalent 6 ekwiwalentów 0,62 ekwiwalentu

Kinetyka chemiczna jest działem fizykochemii zajmującym się szybkością i mechanizmem reakcji chemicznych w różnych warunkach. a RT.

1 ekwiwalent 4 ekwiwalenty 5 ekwiwalentów

RÓWNOWAGA I SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJ

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Ćwiczenie 7. Wyznaczanie stałej szybkości oraz parametrów termodynamicznych reakcji hydrolizy aspiryny.

1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KOMPLEKSUJĄCYCH

d[a] = dt gdzie: [A] - stężenie aspiryny [OH - ] - stężenie jonów hydroksylowych - ] K[A][OH

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

EFEKT SOLNY BRÖNSTEDA

Kolorymetryczne oznaczanie stężenia Fe 3+ metodą rodankową

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

DEZYNFEKCJA WODY CHLOROWANIE DO PUNKTU

INFORMACJE O ZAGROŻENIACH SUBSTANCJAMI CHEMICZNYMI

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

ĆWICZENIE B: Oznaczenie zawartości chlorków i chromu (VI) w spoiwach mineralnych

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ OKREŚLANIE RODZAJU CENTRÓW AKTYWNYCH POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Ćwiczenie 1. Technika ważenia oraz wyznaczanie błędów pomiarowych. Ćwiczenie 2. Sprawdzanie pojemności pipety

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

RÓWNOWAŻNIKI W REAKCJACH UTLENIAJĄCO- REDUKCYJNYCH

KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

Laboratorium Podstaw Biofizyki

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

ĆWICZENIE II Kinetyka reakcji akwatacji kompleksu [Co III Cl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 Wpływ wybranych czynników na kinetykę reakcji akwatacji

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2013 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

1 ekwiwalent 1,45 ekwiwalenta 0,6 ekwiwalenta

Spis treści. Wstęp. Twardość wody

PRACOWNIA CHEMII. Kinetyka reakcji chemicznych (Fiz1)

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

Ćwiczenie II Roztwory Buforowe

MATERIAŁY DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII OGÓLNEJ I ANALITYCZNEJ DLA STUDENTÓW I ROKU OCHRONY ŚRODOWISKA

K05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA. Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu

ĆWICZENIE 4. Oczyszczanie ścieków ze związków fosforu

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

WAGI I WAŻENIE. ROZTWORY

Analiza miareczkowa. Alkalimetryczne oznaczenie kwasu siarkowego (VI) H 2 SO 4 mianowanym roztworem wodorotlenku sodu NaOH

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

Podstawy chemii analitycznej: dysocjacja, hydroliza, roztwory buforowe

WYZNACZANIE FUNKCJI TERMODYNAMICZNYCH

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

ANALIZA INSTRUMENTALNA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych

Inżynieria Środowiska

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Ćwiczenie 1. Zależność szybkości reakcji chemicznych od stężenia reagujących substancji.

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI I ENERGII AKTYWACJI

KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH Wyznaczenie stałej Michaelisa i maksymalnej szybkości reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę.

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Badanie kinetyki katalitycznego rozkładu H 2 O 2

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Kolor i stan skupienia: czerwone ciało stałe. Analiza NMR: Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

13. TERMODYNAMIKA WYZNACZANIE ENTALPII REAKCJI ZOBOJĘTNIANIA MOCNEJ ZASADY MOCNYMI KWASAMI I ENTALPII PROCESU ROZPUSZCZANIA SOLI

Oznaczanie mocznika w płynach ustrojowych metodą hydrolizy enzymatycznej

Transkrypt:

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA JONÓW TIOSIARCZANOWYCH Miejsce ćwiczenia: Zakład Chemii Fizycznej, sala 109 LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ 1

I. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałych szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych bez katalizatora i z katalizatorem. II. WSTĘP, PODSTAWY TEORETYCZNE W ćwiczeniu przeprowadzana jest reakcja utleniania jonów tiosiarczanowych za pomocą jonów żelaza(iii). Przebieg reakcji można przedstawić sumarycznym równaniem: Fe S O Fe S O 4 6 W rzeczywistości reakcja składa się z dwóch etapów: etap I Fe SO FeS O reakcja powolna etap II FeS O FeS O Fe S O 4 6 reakcja szybka Ponieważ o szybkości całego procesu decyduje etap najwolniejszy, dlatego sumaryczna szybkość reakcji jest określona przez szybkość etapu I. Jest to reakcja drugiego rzędu. Równanie kinetyczne ma więc postać: + d[fe d[so + k [Fe [SO dt dt gdzie: [S O - i [Fe + - stężenia obu jonów w danej chwili t, k - stała szybkości reakcji. (1) Oznaczając początkowe stężenie [Fe + jako a, natomiast stężenie [S O - jako b oraz stężenie produktu reakcji w czasie t jako x otrzymujemy: a po scałkowaniu tego równania: k dx dt k ( a x) ( b x) (). 0 b ( a x) log ( a b) t a ( b x) Reakcja jonów żelaza(iii) z jonami tiosiarczanowymi katalizowana jest przez jony miedzi(ii). Szybkość reakcji w obecności jonów miedzi jest proporcjonalna do ich stężenia, równanie kinetyczne przyjmuje więc postać: () + d[fe d[so + k [Cu [Fe [SO dt dt (4) 1

Ponieważ stężenie katalizatora podczas reakcji jest stałe, iloczyn stałej szybkości k i stężenia jonów miedzi(ii) też jest stałe, można wstawić w ich miejsce wartość k i uprościć równie kinetyczne: + d[fe d[so ' = k [Fe [SO dt dt (5) Postęp reakcji śledzony jest poprzez pomiar stężenia jonów żelaza(iii), które tworzą barwny związek kompleksowy z jonami tiocyjanianowymi (rodankowymi) dodanymi do mieszaniny reakcyjnej. Barwa tego kompleksu jest intensywnie czerwona, a w miarę przebiegu reakcji ubywa jonów żelaza(iii) reagujących z jonami tiosiarczanowymi i roztwór staje się coraz bledszy. Stężenie określane jest metodą spektrofotometryczną poprzez pomiar absorbancji roztworu i na podstawie równania Lamberta-Beera. Roztwór jonów żelaza(iii) powinien być lekko zakwaszony HCl, aby uniknąć hydrolizy tych jonów. Wartość ph tego roztworu powinna wynosić około.5. III. WYKONANIE ĆWICZENIA Aparatura Spektrofotometr, kuwety o grubości 1 cm - szt., kolbka miarowa 50 cm, pipeta 10 cm, pipeta 5 cm, Odczynniki - FeCl 6H O - Na S O 5H O - KSCN - CuSO 4 Pomiary I. Sporządzenie roztworów macierzystych UWAGA! Należy ważyć z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku. W kolbie o pojemności 100 ml sporządzić roztwór FeCl o stężeniu 5.75 10 - mol/dm. Przed uzupełnieniem do kreski należy roztwór zakwasić niewielką ilością stężonego HCl do uzyskania ph ~. W kolbie o pojemności 100 ml sporządzić roztwór Na S O o stężeniu 6 10 - mol/dm. W kolbie o pojemności 100 ml sporządzić roztwór KSCN o stężeniu 0.5 mol/dm. W kolbie o pojemności 50 ml sporządzić roztwór CuSO 4 o stężeniu 5 10-4 mol/dm.

II. Wyznaczanie molowego współczynnika absorpcji rodankowego kompleksu żelaza(iii) 1. Do kolbki o pojemności 100 cm wlać kolejno roztwory macierzyste w takiej ilości, aby stężenie końcowe po rozcieńczeniu wynosiło odpowiednio: - roztwór FeCl - stężenie końcowe. 10-4 mol/dm - roztwór KSCN - stężenie końcowe 0.05 mol/dm, - uzupełnić roztwór w kolbce do kreski wodą destylowaną.. Zmierzyć absorbancję roztworu w całym zakresie pomiarowym, stosując wodę jako odnośnik. Odczytać długość fali, przy której występuje maksimum absorpcji dla tego kompleksu. III. Wyznaczanie stałej szybkości reakcji bez katalizatora 1. Do kolbki o pojemności 100 cm wlać kolejno roztwory macierzyste w takiej ilości, aby stężenie końcowe po rozcieńczeniu wynosiło odpowiednio: - roztwór FeCl - stężenie końcowe. 10-4 mol/dm - roztwór KSCN - stężenie końcowe 0.05 mol/dm - roztwór Na S O - stężenie końcowe 1. 10 - mol/dm, - uzupełnić szybko roztwór w kolbce do kreski wodą destylowaną. W momencie dodawania roztworu tiosiarczanu sodu do kolbki włączyć stoper.. Po wymieszaniu roztworu w kolbce wlać go do kuwetki i mierzyć absorbancję co 10 minut w ciągu 50 minut przy długości fali ustalonej w punkcie. I, stosując wodę jako odnośnik. IV. Wyznaczanie stałej szybkości reakcji z katalizatorem 1. Do kolbki o pojemności 100 cm wlać kolejno roztwory macierzyste w takiej ilości, aby stężenie końcowe wynosiło odpowiednio: - roztwór FeCl - stężenie końcowe. 10-4 mol/dm - roztwór KSCN - stężenie końcowe 0.05 mol/dm - roztwór CuSO 4 stężenie końcowe 5 10-6 mol/dm - roztwór Na S O - stężenie końcowe 1. 10 - mol/dm, - uzupełnić szybko roztwór w kolbce do kreski wodą destylowaną. W momencie dodawania roztworu tiosiarczanu sodu do kolbki włączyć stoper.. Po wymieszaniu roztworu w kolbce wlać go do kuwetki i mierzyć absorbancję co 10 minut w ciągu 90 minut przy długości fali ustalonej w punkcie. I, stosując wodę jako odnośnik..

IV. ZASADY BEZPIECZENSTWA I UTYLIZACJI ODPADÓW UWAGA: W razie niepożądanego kontaktu z substancją niebezpieczną natychmiast powiadomić prowadzącego zajęcia Postępowanie Odczynnik Klasyfikacja Środki bezpieczeństwa z odpadami Chlorek żelaza (III) FeCl Siarczan miedzi (II) CuSO 4 Tiosiarczan sodu Na S O Rodanek potasu KSCN Działa szkodliwie po połknięciu. Przy kontakcie ze skórą: zmyć wodą, zdjąć zanieczyszczoną odzież umieścić w pojemniku na odpady Działa drażniąco na skórę. Ryzyko poważnego Przy kontakcie z oczami: przepłukać wodą, natychmiast skonsultować się z okulistą roztwory soli nieorganicznych uszkodzenia oczu. Przy spożyciu: podać dużą ilość wody, wezwać lekarza Przy wdychaniu: świeże powietrze Działa szkodliwie po połknięciu. Przy kontakcie ze skórą zmyć dużą ilością wody, zdjąć zanieczyszczoną odzież umieścić w pojemniku na odpady Działa drażniąco na oczy i skórę. Przy kontakcie z oczami przepłukać dużą ilością wody, w razie nieustąpienia roztwory soli nieorganicznych Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne. objawów skonsultować się z okulistą Może powodować długo utrzymujące się Przy spożyciu podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, jeśli poszkodowany niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. czuje się niezdrowo wezwać lekarza Nie jest klasyfikowany jako substancja Przy kontakcie z oczami: przepłukac woda. niebezpieczna Przy spożyciu znacznych ilości: wezwać lekarza jeżeli poszkodowany poczuje się niezdrowo. Działa szkodliwie przez drogi oddechowe, w Przy kontakcie z oczami: przepłukać duża ilością wody przy szeroko odchylonej kontakcie ze skórą i po połknięciu. powiece, skonsultować się z okulista. W kontakcie z kwasami uwalnia bardzo Przy kontakcie ze skóra: zmyć dużą ilością wody, zdjąć zanieczyszczone ubranie. toksyczne gazy. Przy spożyciu: podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, natychmiast wezwać lekarza, zastosować płukanie żołądka, podąć węgiel aktywny. Przy wdychaniu: zapewnić dostęp świeżego powietrza, skonsultować się z lekarzem gdy poszkodowany poczuje się niezdrowo. umieścić w pojemniku na odpady roztwory soli nieorganicznych umieścić w pojemniku na odpady roztwory soli nieorganicznych 4

V. OPRACOWANIE WYNIKÓW 1. Obliczyć molowy współczynnik absorpcji ( ) dla rodankowego kompleksu żelaza(iii) korzystając z równania: gdzie: A - absorbancja roztworu, A c l c - stężenie molowe jonów żelaza(iii) [mol/dm, l - grubość kuwetki [cm. (6). Obliczyć dla każdego czasu aktualne stężenie jonów żelaza(iii): gdzie: [Fe a - początkowe stężenie jonów żelaza(iii), x - stężenie produktu reakcji. a x A l (7). Obliczyć dla każdego czasu aktualne stężenie jonów S O - : gdzie: [S O b x b a [Fe (8) b - początkowe stężenie jonów tiosiarczanowych 4. Obliczyć wartości stałych szybkości dla reakcji bez katalizatora i z katalizatorem korzystając z równania. 5. Obliczyć średnie wartości stałych szybkości dla reakcji bez katalizatora (k) i z katalizatorem (k ). 6. Wyniki obliczeń dla reakcji bez katalizatora i z katalizatorem umieścić w tabeli 1. Tabela 1. Wyniki eksperymentów i obliczeń Czas ABSORBANCJA [Fe + [S O - k [min A [mol/dm [mol/dm [mol -1 dm min 7. Omówić wpływ dodatku jonów miedzi(ii) do mieszaniny reakcyjnej na szybkość przeprowadzanej reakcji. 5

VI. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE - szybkość reakcji chemicznych, - stała szybkości, - rzędowość reakcji chemicznych, - cząsteczkowość reakcji chemicznych, - czas połowicznej przemiany, - wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych, - reakcje katalityczne, - kataliza homogeniczna i heterogeniczna, - mechanizm działania katalizatorów. VII. LITERATURA 1. Praca zbiorowa, Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Warszawa 198.. Praca zbiorowa, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1980.. Barrow G.M., Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1978. 4. Pauling L., Pauling P., Chemia, PWN, Warszawa 198. 6. Praca zbiorowa, Fizyczne podstawy chemii, Wyd. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 198. 7. Górski A., Chemia, t.1, PWN, Warszawa 1974. 6