EFEKT SOLNY BRÖNSTEDA

Podobne dokumenty
SZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

KINETYKA INWERSJI SACHAROZY

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

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

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

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

3. Badanie kinetyki enzymów

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI SŁABEGO KWASU ORGANICZNEGO

ĆWICZENIE 2. Usuwanie chromu (VI) z zastosowaniem wymieniaczy jonowych

1 Kinetyka reakcji chemicznych

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

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

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Inżynieria Biomedyczna

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

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

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

Inżynieria Środowiska

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

ĆWICZENIE 2 KONDUKTOMETRIA

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU.

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

Kinetyka reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę

Laboratorium Podstaw Biofizyki

PRACOWNIA CHEMII. Kinetyka reakcji chemicznych (Fiz1)

LABORATORIUM Z PODSTAW BIOFIZYKI ĆWICZENIE NR 4 1. CEL ĆWICZENIA

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. SPEKTROFOTOMETRII podstawy teoretyczne

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

ADSORPCJA PARACETAMOLU NA WĘGLU AKTYWNYM

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

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI I ENERGII AKTYWACJI

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

I BIOTECHNOLOGIA. 3-letnie studia stacjonarne I stopnia

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

ĆWICZENIE 2 WSPÓŁOZNACZANIE WODOROTLENKU I WĘGLANÓW METODĄ WARDERA. DZIAŁ: Alkacymetria

Podstawowe pojęcia 1

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

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

KATALIZA I KINETYKA CHEMICZNA

Badanie kinetyki katalitycznego rozkładu H 2 O 2

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

fermentacja alkoholowa erozja skał lata dni KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

Badanie kinetyki inwersji sacharozy

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

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

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

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

dla której jest spełniony warunek równowagi: [H + ] [X ] / [HX] = K

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

1 Hydroliza soli. Hydroliza soli 1

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

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

ĆWICZENIE 1. Farmakokinetyka podania dożylnego i pozanaczyniowego leku w modelu jednokompartmentowym

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

Temat 7. Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów, stała dysocjacji, ph

Kolorymetryczne oznaczanie stężenia Fe 3+ metodą rodankową

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

Odwracalność przemiany chemicznej

ANALIZA INSTRUMENTALNA

Równowagi jonowe - ph roztworu

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 2 Temat: Wyznaczenie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya.

Inżynieria Biomedyczna

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

ĆWICZENIE NR 4 PEHAMETRIA. Poznanie metod pomiaru odczynu roztworów wodnych kwasów, zasad i soli.

Pytania na konkurs chemiczny kwiecień, 2012 (final *)

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

Laboratorium Podstaw Biofizyki Pomiar potencjału dyfuzyjnego i błonowego 4

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

ĆWICZENIE 3 CIEPŁO ROZPUSZCZANIA I NEUTRALIZACJI

KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

Chemia - laboratorium

Spis treści. Wstęp... 9

- w nawiasach kwadratowych stężenia molowe.

8. Trwałość termodynamiczna i kinetyczna związków kompleksowych

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

a) 1 mol b) 0,5 mola c) 1,7 mola d) potrzebna jest znajomość objętości zbiornika, aby można było przeprowadzić obliczenia

Metody Badań Składu Chemicznego

Roztwory elekreolitów

RÓWNOWAGA I SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJ

Roztwory mocnych elektrolitów ćwiczenia 1

OCENA CZYSTOŚCI WODY NA PODSTAWIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA. OZNACZANIE STĘŻENIA WODOROTLENKU SODU METODĄ MIARECZKOWANIA KONDUKTOMETRYCZNEGO

K02 Instrukcja wykonania ćwiczenia

WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI

Funkcja liniowa - podsumowanie

Transkrypt:

EFEKT SLNY RÖNSTED Pojęcie eektu solnego zostało wprowadzone przez rönsteda w celu wytłumaczenia wpływu obojętnego elektrolitu na szybkość reakcji zachodzących między jonami. Założył on, że reakcja pomiędzy jonami i przechodzi przez stadium kompleksu aktywnego () *, który rozpada się na produkty reakcji (P): + ' * ( ) k P jerrum przyjął, że kompleks aktywny i reagujące jony znajdują się w stanie równowagi, a więc o szybkości reakcji decyduje szybkość rozpadu kompleksu aktywnego. W związku z tym szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężenia równowagowego kompleksu. ' V = k c (1) * () gdzie: c ()* stężenie kompleksu aktywnego w chwili t, k stała szybkości reakcji rozpadu. Stężenie równowagowe kompleksu można obliczyć z zależności: a ()* c()* ()* K = = () a a (c )(c ) gdzie: K stała równowagi a i, c i, i aktywności, stężenia i współczynniki aktywności odpowiednich substancji. Szybkość reakcji określa zatem równanie: 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej 1

V = k' Kcc = k 0 cc (3) ()* ()* gdzie: k 0 = k K. Rozważana reakcja sumaryczna: + k P, przebiega zgodnie z kinetyką rzędu, której szybkość można wyrazić za pomocą zwykłego równania kinetycznego jako: V = kc c (4) Porównując prawe strony równań (3) i (4), otrzymamy równanie rőnsteda jerruma: k = k 0 (5) ()* Po zlogarytmowaniu ostatniego wzoru: log k = log k 0 + log ()* (6) Stosując prawo Debye a Hückla: log i = gdzie: i z 1 + a z i ładunek i tego jonu, stała zależna od temperatury i rodzaju rozpuszczalnika (dla roztworów wodnych w temperaturze 5 0 C = 0.509), a tzw. eektywna średnica jonu, tzn. najmniejsza odległość na jaką mogą się w roztworze zbliżyć do siebie jony różnoimienne (dla wielu jonów a 3Å), stała zależna od temperatury i stałej dielektrycznej roztworu (dla roztworów wodnych w temperaturze 5 0 C = 0.39), (7) 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej

= 1 i c i z i siła jonowa roztworu. przy założeniu (z ()* = z + z ) oraz a 1 otrzymamy: log ()* = 1 + (z + z z ()* ) = zz 1 + (8) Po podstawieniu równania (8) do (6), otrzymamy k log k = zz (9) 1 0 + Z ostatniego równania wynika, że reakcje jonowe należy prowadzić przy ustalonej sile jonowej (np. dodatek nadmiaru obojętnego elektrolitu) ze względu na zależność stałej szybkości reakcji od. 1 + Z nachylenia prostej log k = ( ) można wnioskować o wartości i znaku iloczynu z z. 1 + Możliwe są następujące przypadki: z z > 0 wtedy nachylenie jest dodatnie i szybkość reakcji rośnie ze wzrostem siły jonowej ze względu na tworzenie się silnie naładowanych kompleksόw jonowych. Nowo powstały jon ma gęstszą chmurę jonową i silniej z nią oddziałuje. Jest to tzw. dodatni eekt solny. z z < 0 nachylenie wykresu jest ujemne, a szybkość reakcji maleje ze wzrostem siły jonowej. Ma to związek z aktem zobojętniania się przeciwnie naładowanych jonów w tworzącym się kompleksie jonowym co zmniejsza jego oddziaływania z otoczeniem w porównaniu z rozdzielonymi jonami (ujemny eekt solny). z z = 0 wtedy k nie zależy od siły jonowej (np. reakcje jonu z obojętną cząsteczką). prócz pierwotnego eektu solnego istnieje również eekt wtórny wywołany zmianą stężenia jonu pochodzącego z dysocjacji słabego elektrolitu pod wpływem zmiany siły jonowej roztworu. 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej 3

Przykładem reakcji jonowej pozwalającej na obserwowanie dodatniego eektu solnego rőnsteda jest powolne odbarwianie się postaci n enolotaleiny (charakteryzującej się obecnością pierścienia chinoidowego zamiast benzenowego) pod wpływem nadmiaru jonów hydroksylowych prowadzące do powstania bezbarwnej ormy nh 3. H H + + H H H H n n nh 3 Przebieg reakcji można śledzić mierząc spadek absorpcji promieniowania w czasie. Zgodnie z prawem Lamberta eera absorbancja jest proporcjonalna do stężenia barwnych jonów w danym momencie: c 0 0 =. c Rozważana reakcja przebiega zgodnie z kinetyką rzędu ze względu na to, że jony H znajdują się w tak dużym nadmiarze w stosunku do jonów barwników, że ich stężenie można uznać za stałe: ln c c 0 = kt. Wynika stąd, że wykres ln ( 0 /) = (t) powinien być linią prostą, której współczynnik kierunkowy wynosi k. Zagadnienia do opracowania 1. Pojęcie szybkości reakcji chemicznej, stała szybkości, rząd reakcji. Kinetyka reakcji i rzędu. 3. Teoria stanu pośredniego. 4. Pierwotny eekt solny dodatni i ujemny. 5. Podstawy pomiarów spektrootometrycznych, prawo Lamberta eera. 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej 4

Literatura 1. tkins P.W., Chemia izyczna, PWN Wwa 001, s. 36, 439, 738 46, 800 805, 807.. Pigoń K., Ruziewicz Z., Chemia izyczna, PWN Wwa 1980, s. 3 39, 8 83, 354 357, 374 381, 395 400, 438 439, 668 670. 3. Gumiński K., Wykłady z chemii izycznej, PWN Wwa 1973, s. 35 363. 4. rdička R., Podstawy chemii izycznej, PWN Wwa 1970, s. 886 890. 5. Hulanicki., Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej, PWN Wwa, s.85 6. Gόralczyk D., Eekt solny rőnsteda, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii izycznej, UJ, Wydział Chemii, Zakład Chemii Fizycznej i Elektrochemii, 1995, s. 11 116. paratura Spektrootometr, mikropipeta, szkło laboratoryjne. dczynniki 0.1% alkoholowy roztwór enolotaleiny, 1 M NaH, 1 M Li S 4, 1 M LiN 3, etanol do mycia kuwet. Wykonanie ćwiczenia Dobrać długość ali odpowiadającą maksymalnej absorbancję barwnika (λ max ). W tym celu zmierzyć absorbancję roztworu enolotaleiny względem wody destylowanej w zakresie długości ali 500 650 nm. Pomiary wykonać dla wyjściowego roztworu enolotaleiny rozcieńczonego 100 krotnie z dodatkiem 0.5 ml 1 M NaH. Zanotować λ max. Do sześciu kolbek miarowych o pojemności 50 ml odpipetować po 0.5 ml wyjściowego roztworu enolotaleiny, dodać odpowiednią ilość 1 M rru LiN 3 (kolejno 0, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 i.0 ml) i uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Następnie do każdej z kolbek dodać możliwie szybko po 0.5 ml 1 M roztworu NaH i zawartość do 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej 5

kładnie wymieszać. Dla każdego roztworu mierzyć absorbancję przy λ max, przyjmując jako czas zerowy moment dodania NaH. Pomiary prowadzić przez ok. 45 min. Te same pomiary wykonać dla 1 M Li S 4. Wyniki pomiarów zebrać w tabelach: bjętość rru elektrolitu =... ml LiN 3 Li S 4 t [min] ln ( 0 /) ln ( 0 /) pracowanie wyników Dla każdego z badanych roztworów narysować wykres ln ( 0 /)= (t) i z nachylenia otrzymanych prostych wyznaczyć wartość stałych szybkości reakcji. Dla każdego roztworu obliczyć wartość siły jonowej, uwzględniając jony pochodzące z dysocjacji elektrolitu oraz NaH. Jony pochodzące z dysocjacji barwnika można zaniedbać, ponieważ ich stężenie jest bardzo małe. Wyniki obliczeń zebrać w tabelach LiN 3 Nr rru [M] /(1 + ) k [min 1 ] log k Li S 4 Nr rru [M] /(1 + ) k [min 1 ] log k Narysować wykresy log k = ( ) dla obydwu elektrolitów i sprawdzić zgodność 1 + ich przebiegu z teorią eektu solnego rőnsteda. 13.0.003 Zaawansowane Metody Chemii Fizycznej 6