PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC BẢN TƯỜNG TRÌNH HĨA HỌC Bản tường trình số XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG Thứ năm, ngày 08, tháng 05, năm 2014 Bộ mơn: HĨA LÝ Họ tên sv: Mai Quang Hồng I MỤC ĐÍCH Xác định bậc phản ứng oxy hóa-khử K2S2O8 II LÝ THUYẾT Bậc phản ứng hóa học theo chất phản ứng số mũ nồng độ chất biểu thức vận tốc Bậc tổng cộng phản ứng tổng số bậc theo chất phản ứng Biểu thức vận tốc phản ứng xác định nghiên cứu thực nghiệm động học phản ứng mà không suy dẩn từ phương trình hóa học Xét phản ứng: aA + bB → Sp Vận tốc phản ứng biểu diển theo biến thiên nồng độ chất A: v  dC A  k C Aa C Bb dt v  dC A  k C Aa dt (1) Bậc phản ứng theo chất phản ứng A a, theo chất B b bậc tổng cộng n=a+b+… Thông thương để xác định bậc phản ứng theo chất , thí dụ chất A nồng độ chất lại giữ không đổi ( thay đổi ít) khoảng thời gian khảo sát cách cho nồng độ đầu no lớn so với chất A Khi phương trình vận tốc phản ứng có dạng: (2) Có nhiều phương pháp xác định bậc phản ứng hóa học ta xét phương pháp vi phân Theo phương pháp vi phân vận tốc phản ứng xác định theo chất A tính từ độ dốc tiếp tuyến với đương cong CA=f(t) điểm có nồng độ CAi tương ứng từ biểu thức vận tốc ta có: v  k C An (3) lg v  n lg C A  lg k (4) Biểu thức cho thấy xác định n k biết phụ thuộc v theo CA Phương pháp thực theo cách: Vận tốc xác định thời điểm t=0 ứng với loạt phản ứng có nồng độ ban đầu CAo khác Phương pháp loại trừ ảnh hưởng sản phẩm chất trung gian vận tốc phản ứng Bậc phản ứng xác định theo cách gọi “bậc thực” hay “bậc nồng độ” no Vận tốc phản ứng xác định thời điểm t khác phản ứng bậc phản ứng xác định theo phương pháp giống với bậc xác định theo phương pháp tích phân gọi bậc thời gian nt Nói chung nt khác no Nếu ntno có chất xúc tiến phản ứng Phản ứng oxy hóa khử K2S2O8 KI xảy theo phương trình K2S2O8 + 2KI = I2 + K2SO4 (5) Vận tốc phản ứng thời điểm ban đầu xác định gián tiếp qua thời gian cần thiết để phản ứng xảy tới mức độ tương đối nhỏ xác định Khi v  dC A  C A C Ao  C A a b    kC Ao C Bo dt t t (6) Để giữ cho biến thiên ∆CA giống loạt thí nghiệm ta them lượng nhỏ xác định Na2S2O3 vào dung dịch Na2S2O3 tác dụng với I2 sinh theo phương trình 2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6 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 Với loại thí nghiệm CBo giữ khơng đổi ,CAo tỉ lệ với thể tích VA K2S2O8 cho vào dung dịch phản ứng, từ (6) ta được: lg t  a lg V A  const (7) Tương tự với loạt thí nghiệm CAo giữ khơng đổi , CBo tỉ lệ vơi thể tích VB KI cho vào , ta : lg t  b lg VB  const (8) Từ (7), (8) xác định a,b bậc tổng cộng phản ứng: III.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM B1 Chuẩn bị 12 bình nón rửa bình B2 Dùng pipet thích hợp lấy hóa chất vào bình ( pipet cỡ 2ml để lấy Na2S2O3 , dung pipet cỡ 25ml để lấy KI H2O ,dung pipet cỡ 10ml để lấy hồ tinh bột) B3 Lắc bình nón ,đổ bình vào bình lúc bấm đồng hồ để bắt đầu đo, lắc bình phản ứng B4 Quan sát dung dịch tron bình chuyển sang màu tím nhạt dừng lại ghi thời gian Thể tích cần lấy vào bình: Bình Bình Thí nghiệm số Na2S2O3(ml) 2 2 2 KI(ml) 20 20 20 15 10 H2O(ml) 0 10 15 K2S2O8(ml) 10 15 20 25 25 25 H2O(ml) 15 10 0 Hồ tinh bột 10 10 10 10 10 10 KẾT QUẢ VB =20ml VA =10ml Thí Nghiệm VA(ml) 20 Thí Nghiệm VB(ml) 10 15 15 10 t (giây) 35 24 12 t (giây) 14 16 24 Tính tốn: A (K2S2O8), B (KI) a) Từ thí nghiệm 1-3 đó ta giữ cho CB giữ không đổi, CA tỉ lệ với thể tích VA cho vào dung dịch phản ứng ta được: lg t  a lg V A  const (*) Ta có bảng giá trị: Log(t) 1.544 1.380 1.079 Log(VA) 1.176 1.310 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lg(t) theo logVA  Từ đồ thị ta thu phương trình f(x)= -1.371x+ 3.044 đối chiếu phương trình (*) ta thu giả trị a= 1.371 lấy gần giá trị bật riêng K2S2O8 b) Từ thí nghiệm 4-6 đó ta giữ cho CA giữ không đổi, CB tỉ lệ với thể tích VB cho vào dung dịch phản ứng ta được: lg t  b lg VB  const (**) Ta có bảng các giá trị: Log(t) 1,146 1,204 1,380 Log(VB) 1.176 0.699 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lg(t) theo logVB  Từ đồ thị ta thu phương trình f(x)= -0.501x+ 1.723 đối chiếu phương trình (**) ta thu giả trị a= 0.501 lấy gần giá trị bật riêng KI Ta xác định phản ứng có bậc tơng qt n=a + b = 1+1=2 ... tốc phản ứng Bậc phản ứng xác định theo cách gọi bậc thực” hay bậc nồng độ” no Vận tốc phản ứng xác định thời điểm t khác phản ứng bậc phản ứng xác định theo phương pháp giống với bậc xác định. .. Biểu thức cho thấy xác định n k biết phụ thuộc v theo CA Phương pháp thực theo cách: Vận tốc xác định thời điểm t=0 ứng với loạt phản ứng có nồng độ ban đầu CAo khác Phương pháp loại trừ ảnh hưởng... bậc xác định theo phương pháp tích phân gọi bậc thời gian nt Nói chung nt khác no Nếu ntno có chất xúc tiến phản ứng Phản ứng oxy hóa khử K2S2O8