Контрольные вопросы

1. Основные представления о механизме химических реакций.

2. Кинетические теории.

3. Основные представления теории активных столкновений и теории промежуточных соединений.

4. Методы изучения влияния температуры на кинетические закономерности реакции.

5. Кинетические особенности исследуемой реакции.

6. Графическое определение энергии активации по опытным данным.

7. Расчетные способы определения предэкспоненциального множителя и энергии активации реакции по опытным данным.

8. Способы определения погрешности эксперимента.

Работа 6. Исследование кинетики разложения

Пероксида водорода в присутствии катализатора

Цель работы: изучение кинетики гомогенной каталитической реакции на примере разложения пероксида водорода в присутствии волюмометрическим методом и определение константы скорости и порядка реакции.

Разложение водного раствора пероксида водорода по реакции обычных условиях характеризуется невысокой скоростью. Присутствие катализатора ускоряет процесс. Если в качестве катализатора использовать хромат калия, то взаимодействие проходит по реакции

.

Каталитическое разложение пероксида водорода является процессом внутримолекулярной рекомбинации атомов кислорода, передаваемых от молекул пероксида водорода катализатору. Общая схема катализа выглядит следующим образом ( - катализатор):

I. Передача активных атомов кислорода катализатору

;

II. Рекомбинация атомов кислорода в промежуточном продукте

.

При этом скорость каталитической реакции выражается уравнением

,

где − константа равновесия образования промежуточного продукта , а − константа скорости его необратимого разложения.

Порядок данной реакции зависит от температуры: при 0ºС порядок ниже первого; при 25ºС процесс довольно точно следует первому, а при 50 ºС приближается ко второму порядку.

Приборы и материалы: термостат, установка для изучения каталитической реакции, стеклянная палочка, водяная баня, цилиндр, пипетка на 1 см³ с делениями. Растворы: 0,5 М , 30% .

Порядок выполнения работы

1. Отмерить цилиндром 90 см³ раствора хромата калия, залить его в реакционный сосуд 1 (рис. 9) и поместить сосуд в термостат при температуре 40ºС. Уравнительный сосуд 3 и бюретку 2 заполнить водой. Уровень воды в бюретке установить на уровне верхнего крана.

2. После 30 мин. термостатирования влить в реакционный сосуд 0,5 см³ пероксида водорода. Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой и закрыть реакционный сосуд пробкой.

3. В течение 1 – 2 мин. верхний кран держать открытым для вытеснения воздуха кислородом, выделяющимся из реакционного сосуда, затем его закрыть, соединив реакционный сосуд с газовой бюреткой. Установить одинаковые уровни жидкости в бюретке и уравнительном сосуде и произвести первое измерение. Записать показание уровня воды в бюретке, отметить время по часам.

4. Отмечать уровень воды в бюретке через 2 – 5 мин. При каждом следующем измерении поддерживать одинаковым уровень воды в бюретке и уравнительном сосуде. Результаты записывать в табл. 10.

Таблица 10