phân hủy H2O2 với xúc tác là ion Cu2+.
11.2. Cơ sở lý thuyết
H2O2 phân hủy theo phương trình sau:
H2O2 ơ O2 + H2O
Tốc ựộ phản ứng này tăng lên khi có chất xúc tác. Phản ứng diễn ra theo 2 giai
ựoạn: 1. HOOH O2 + 2H Chậm
2. HOOH + 2H 2H2O Nhanh
2HOOH 2H2O + O2
Trong ựộng hóa học, nếu một phản ứng diễn ra theo nhiều giai ựoạn thì tốc ựộ phản ứng tổng quát ựược xác ựịnh bằng tốc ựộ của giai ựoạn chậm nhất. Vì vậy, ở phản ứng phân hủy H2O2 thì tốc ựộ phản ứng ựược quyết ựịnh bởi giai ựoạn 1-phản ứng là bậc 1.
để theo dõi tốc ựộ phản ứng nói chung, người ta có thể theo dõi sự biến thiên nồng ựộ các chất tham gia phản ứng hay chất tạo thành sau phản ứng ựều ựược.
Hằng số tốc ựộ phản ứng phân hủy H2O2 ựược tắnh theo lượng oxi giải phóng theo thời gian ựược biểu thị bằng phương trình:
t V V V lg t 2,303 k − = ∞ ∞ t 0 0 C C C lg t 2,303 k − = Trong ựó:
V∞là lượng oxi giải phóng ra khi H2O2 phân hủy hoàn toàn (tương ứng với nồng ựộ Co ban ựầu của H2O2).
t
V là lượng oxi giải phóng ra khi H2O2 phân hủy tương ứng với thời gian t (tương ứng với nồng ựộ CX).
11.3. Thực nghiệm 11.3.1. Dụng cụ, hóa chất
- Máy ựiều nhiệt; thì kế; pipet 2 ml; bình nón 50 ml; buret.
- Dd H2O2 0,2%; dd CuSO4 0,5N; dd H2SO4 10%; dd KMnO4 0,01N. 11.3.2. Cách tiến hành thắ nghiệm
* Cách 1: tiến hành giống như bài xúc tác dị thể nhưng thay chất xúc tác MnO2 bằng CuSO4 0,5N (ựã làm ở bài 8 nên sinh viên chỉ cần làm theo cách 2 sau ựây).
* Cách 2:Theo dõi tốc ựộ phản ứng theo sản phẩm O2 tạo thành.
*Thắ nghiệm xác ựịnh k 1
T
- Lấy 20 ml dung dịch H2O2 0,2% cho vào một bình nón và lấy 10 ml dung dịch CuSO4 0,5N cho vào một bình nón khác. đặt cả hai bình này vào máy ựiều nhiệt ở (250C - 350C) hoặc ở nhiệt ựộ phòng trong 20-30 phút. Sau ựó trộn chung hai dung dịch H2O2 0,2% và CuSO4 0,5N lại với nhau và ựể trở lại bình ựiều nhiệt. Khi trộn chung 2 bình với nhau ta bấm thì kế tắnh thời gian bắt ựầu phản ứng (to).
- Lấy 2 ml hỗn hợp phản ứng (mẫu1) cho vào một bình nón khác ựã chứa sẵn 2 ml dung dịch H2SO4 10% rồi chuẩn ựộ bằng KMnO4 0,01N ựến màu hồng nhạt, thì ghi thời gian, ựó là thời gian kết thúc phản ứng của mẫu 1(t1). Ghi lại thể tắch KMnO4
0,01N ựã dùng. Sau khi chuẩn ựộ xong mẫu 1, lại lấy tiếp 2 ml hỗn hợp phản ứng (mẫu 2) ựem chuẩn ựộ bằng KMnO4 0,01N, ghi lại thời gian (t2) và thể tắch KMnO4 0,01N ựã dùng. Tiếp tục như thế ựến khi chuẩn ựộ ựược 7 - 8 mẫu.
- định lượng H2O2 ban ựầu bằng KMnO4 0,01N: cho vào 3 bình nón (trong bình nón ựã chứa sẵn 2 ml H2SO4 10%), 2 ml H2O2 và chuẩn ựộ bằng dung dịch KMnO4
0,01N cho ựến khi xuất hiện màu hồng nhạt, ghi lại kết quả thắ nghiệm theo mẫu sau:
Thời gian tắnh từ lúc bắt ựầu phản ứng CoChắnh xác 0 0
35 25 − k t1 t2 t3 ẦẦ ẦẦ ẦẦ ẦẦ ẦẦ ẦẦ
Co: là lượng H2O2 ban ựầu - tương ứng với số ml KMnO4 0,01N ựã dùng ựể chuẩn ựộ H2O2 ban ựầu.
Cx: là lượng H2O2 còn lại sau thời gian t- tương ứng với số ml KMnO4 0,01N ựã dùng tại mỗi thời ựiểm t. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Thắ nghiệm xác ựịnh kT2 (Cách làm tương tự như kT1)
11.3.3. Tắnh toán kết quả thắ nghiệm
Tắnh hằng số tốc ựộ phản ứng tại mỗi thời ựiểm t và lấy giá trị trung bình, ựó là hằng số tốc ựộ ở kT1 và kT2 , năng lượng hoạt hóa của phản ứng (E), chu kì bán hủy ở mỗi nhiệt ựộ thắ nghiệm.
11.4. Câu hỏi kiểm tra
- Ý nghĩa của hằng số tốc ựộ phản ứng .