1. MỤC ĐÍCH:Nghiên cứu động học của phản ứng oxi hóa iodua bằng H2O2.2. LÝ THUYẾT:Chúng ta đi nghiên cứu động học của phản ứng oxi hóa iodua bằng H2O2H2O2 + 2I + 2H+ I2 + 2H2OVà ta sẽ đi xác định tốc độ của phản ứng này và sự phụ thuộc của nó vàonồng độ iodua và H2O2.Tốc độ của phản ứng biểu thị bằng tốc độ thay đổi nồng độ của cấu tử thamgia.Ở phản ứng này thi tốc độ phản ứng là tốc độ thay đổi nồng độ H2O2 và Iđược biểu thị bằng phương trình sau:v = dH2O2dt = kH2O2mInTrong đó:k là hằng số tốc độ phản ứngm là bậc phản ứng tính theo nồng độ H2O2n là bậc phản ứng tinh theo nồng độ ILưu ý: có dấu trừ ở dH2O2dt vì sau một thời gian thì nồng độ của H2O2 giảmxuống ,do vậy ta mới có dấu trừ để đảm bảo ý nghĩa của tốc độ phản ứng là mộtđại lượng dương.
Sinh viên: Nguyễn Mạnh Lớp : Hóa_K36 Nhóm : BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA KỸ THUẬT BÀI ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG OXY HĨA KHỬ MỤC ĐÍCH: Nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa iodua H2O2 LÝ THUYẾT: Chúng ta nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa iodua H2O2 H2O2 + 2I + 2H+ I2 + 2H2O Và ta xác định tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ iodua H2O2 Tốc độ phản ứng biểu thị tốc độ thay đổi nồng độ cấu tử tham gia Ở phản ứng thi tốc độ phản ứng tốc độ thay đổi nồng độ H2O2 Iđược biểu thị phương trình sau: v = -d[H2O2]/dt = k[H2O2]m[I-]n Trong đó: k số tốc độ phản ứng m bậc phản ứng tính theo nồng độ H2O2 n bậc phản ứng tinh theo nồng độ ILưu ý: có dấu trừ -d[H2O2]/dt sau thời gian nồng độ H2O2 giảm xuống ,do ta có dấu trừ để đảm bảo ý nghĩa tốc độ phản ứng đại lượng dương Nhớ : Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng, nhiệt độ, có mặt chất xúc tác Ở giã định tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ ion H+ Để xác định tốc độ phản ứng oxy hóa, phải sử dụng phản ứng thứ xảy đồng thời, sử dụng thiosulfat để phản ứng với I2 vừa sinh từ phản ứng oxy hóa sau: I2 + S2O32- 2I + S4O62Phản ứng tiêu thụ hết tất I2 vừa sinh từ phản ứng oxy hóa Và kết dung dịch khơng có I2 tự Na2S2O3 tham gia hết vào phản ứng, sau I2 dư sinh làm tím nhạt hồ tinh bột, thời điểm phản ứng t Vì dựa vào phương trình biết tỷ lệ hợp thức thiosulfat với H2O2 2:1 nồng độ ban đầu thiosulfat nên ta tính lượng H2O2 tiêu thụ phản ứng oxy hóa dựa vào thời gian mà thiosulfat phản ứng với iot Lưu ý: Thông thường để xác định bậc phản ứng theo chất, [I-] chả hạn nồng độ chất lại giữ không đổi ( hay thay đổi ít) khoảng thời gian khảo sát cách cho nồng độ đầu ( nồng độ H2O2) phải lớn so với [I-] Khi phương trình tốc độ phản ứng có dạng: v = k[I-]2 sau giữ nguyên nồng độ I- thay đổi nồng đổi H2O2 Do thí nghiệm cho phép xác định số tốc độ phản ứng Giã sữ ta có phản ứng mH2O + nI- = cC + dD Đồ thị log v theo log[H2O2] (với [I-] không đổi) giúp xác định m Hệ số gốc đường thẳng cho giá trị m Khi biểu diễn giá trị log v theo log[I-] ( với [H2O2] không đổi), ta xác định giá trị n 3.HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ: Như giáo trình thầy biên soạn TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: BƯỚC 1: Chuẩn bị dung dịch Natri thiosulfat: Lấy: - 0.25 gam Na2S2O3 vào cốc thủy tinh 100ml - Thêm 20ml nước khuấy muối Natri thiosulfat tan hết BƯỚC 2: Chuẩn bị dung dịch iodua kali: Lấy: - 10 gam KI vào cốc thủy tinh 100ml - Thêm 20ml nước khuấy muối tan hết BƯỚC 3: Lấy: - Một cốc thủy tinh lớn khác, dung tích khoảng 600ml - Rót hai cốc thủy tinh nhỏ chứa dung dịch muối trên, đổ vào cốc 600ml - Thêm 60 ml dung dịch HCl 1M thêm vài giọt hồ tinh bột BƯỚC 4: - Thêm 50ml dung dịch H2O2 0.1M Lưu ý: Phải bấm đồng thời lúc Khi đổ dung dịch H2O2 0.1M vào cốc 600ml đồng thời bấm thời gian - Và kết thúc thời gian dung dịch cốc thủy tinh chuyển sang màu xanh bấm ngừng đồng hồ Ghi lại thời gian BƯỚC 5: Thay đổi nồng độ [H2O2] giữ nguyên [I-] (làm thêm lần) - Lặp lại bước - Lặp lại bước 2: Nhưng lần lấy 20 gam KI, lần thứ hai lấy 40 gam KI - Lặp lại bước 3, cho thêm 150ml nước lần thứ 450ml nước lần thứ hai - Lặp lại bước 4, ghi thời gian cho dung dịch 300 600ml BƯỚC 6: Thay đổi nồng độ [I-] giữ nguyên [H2O2] (làm lần) - Lặp lại bước - Lặp lại bước - Lặp lại bước 3: Lần thứ không thêm nước, lần thứ hai thêm 100ml, lần thứ ba thêm 300ml nước - Lặp lại bước 4: Lần thứ thêm 50ml, lần thứ hai thêm 100ml lần thứ ba thêm 200ml dung dịch H2O2 0.1M - Sau ghi thời gian t cho dung dịch 150, 300, 600ml 5.TƯỜNG TRÌNH: Ta có cơng thức sau: v = d[H2O]/dt = n(H2O2) tiêu tốn/(V*t) n(H2O2)tiêu tốn = (1/2)*n(S2O32-) n(S2O32-) = 0.25g/M(Na2S2O3) = 0.25/158.1 = 0.00158 n(H2O2)tiêu tốn = 0.5*0.00158 = 0.00079 Ta áp dụng cho trường hợp thay đổi lượng gam Na2S2O3 mà ta có kết bảng sau: *Xác định bậc phản ứng m n Ta có đồ thị log v theo log[H2O2] ban đầu cho thí nghiệm 1-3 sau: Trong log v nằm truc tung , m hệ số góc đường thẳng vẽ Vẽ đồ thị log v theo log[I-] ban đầu cho thí nghiệm 4-6, log v nằm trục tưng, n hệ số góc đường thẳng vẽ TN t(s) V(mL) v(M/s) = log v n(H2O2)tiêu tốn/(V*t) log log [I-] k [H2O2]ban đầu 42.2 150 -3.904- 1.477 42.3 300 -4.206 1.778 42.1 600 -4.505 2.079 11.8 150 28.3 300 35.3 600 1.248.10^4 6.225.10^5 3.127.10^5 4.463.10^4 9.305.10^5 3.730.10^5 -3.350 0.396 -4.031 0.697 -4.428 0.998 Đồ thị log v theo log [H2O2] ban đầu cho thi nghiệm 1-3, Vậy hệ số góc đường thẳng v = k*log[H2O2]m ta có phương trình ta xác định bậc phản ứng theo chất H2O2, nồng độ chất lại, cụ thể [I-] giữ không đổi, khoảng thời gian khảo sát cách cho nồng độ đầu [I-] lớn so với chất cần tìm giá trị m Khi ta có phương trình : v = k*[H2O2]m Từ ta có : logv = logk + m*log[H2O2] Trong đó: logv trục tung m hệ số góc đường thẳng Từ đồ thị phương trình tính từ thực nghiệm ta giá trị m = -0.3005 Đồ thị biểu thị logv theo log[I-] bab đầu cho thí nghiệm 4-6 Tương tự lý thuyết ta suy giá trị n = -0.539 ta biết giá trị m ,n kết hợp với giá trị [H2O2] [I-] từ giá trị tốc độ tính cho thí nghiệm ta suy giá trị k là: Áp dụng công thức: v = -d[H2O2]/dt = k[H2O2]m[I-]n suy ra: k = v/([H2O2]m[I-]n) kết là: k1 = ... xác định tốc độ phản ứng oxy hóa, phải sử dụng phản ứng thứ xảy đồng thời, sử dụng thiosulfat để phản ứng với I2 vừa sinh từ phản ứng oxy hóa sau: I2 + S2O32- 2I + S4O6 2Phản ứng tiêu thụ hết... thụ hết tất I2 vừa sinh từ phản ứng oxy hóa Và kết dung dịch khơng có I2 tự Na2S2O3 tham gia hết vào phản ứng, sau I2 dư sinh làm tím nhạt hồ tinh bột, thời điểm phản ứng t Vì dựa vào phương trình... thiosulfat nên ta tính lượng H2O2 tiêu thụ phản ứng oxy hóa dựa vào thời gian mà thiosulfat phản ứng với iot Lưu ý: Thông thường để xác định bậc phản ứng theo chất, [I-] chả hạn nồng độ chất lại