Контрольные вопросы
Основные представления о механизме химических реакций.
Понятие о молекулярности реакции, о частном и общем порядках химической реакции.
Методы определения порядка реакции.
Определение порядка реакции по изменению относительного количества реагента.
Исследование кинетических закономерностей химических реакций физическими и химическими методами.
Кинетические особенности исследуемой реакции.
Интегральные способы расчета константы скорости реакции по опытным данным.
Способы определения погрешности эксперимента.
РАБОТА 11
Определение константы скорости гетерогенной реакции
Цель работы: ознакомление с особенностями кинетики гетерогенных взаимодействий и вычисление константы скорости реакции.
В работе изучается гетерогенное взаимодействие на примере выщелачивания мрамора соляной кислотой. Исследуемая реакция протекает по уравнению:
СаСО3 + НСl = СаСl2 + СО2 + Н2О
За скоростью протекания процесса удобно следить по снижению концентрации соляной кислоты во времени, титруя пробы реакционной смеси раствором щелочи с использованием в качестве индикатора раствора метилоранжа.
Приборы и материалы: часы, магнитная мешалка с мешальной палочкой, цилиндр на 150-200 см3, реакционный стакан, брусок мрамора геометрически правильной формы, бюретка с колбой для титрования, пипетки: на 50 см3 - 1 шт., на 10 см3 – 1 шт. Растворы: ~0,1 М ; 0,1М , метилоранж.
Порядок выполнения работы
1. Определить концентрацию рабочего раствора соляной кислоты. Для этого в колбу для титрования отобрать пипеткой 10 см3 исходного раствора кислоты и оттитровать с метилоранжем щелочью до перехода розового цвета в желтый. Заметить объем щелочи, пошедший на титрование, и рассчитать концентрация кислоты по формуле
(49)
где
искомая концентрация кислоты;
титруемый объем кислоты;
концентрация щелочи;
объем щелочи, пошедший на титрование).
2. Налить в реакционный стакан с помощью цилиндра 150 см3 раствора соляной кислоты и опустить в раствор мешальную палочку.
3. Установить реакционный стакан с мешальной палочкой на магнитную мешалку и погрузить в раствор брусок мрамора, укрепленный на штативе.
4. Включить магнитную мешалку и заметить время, считая его за начало опыта.
5. Через 5 мин. от начала опыта отобрать из реакционной смеси пипеткой на 10 см3 пробу для титрования, отключив предварительно перемешивание. После отбора пробы опустить брусок мрамора в раствор так, чтобы выдерживалось постоянство площади реакционной поверхности. После этого тотчас включить магнитную мешалку.
5. Провести титрование отобранной пробы щелочью с метилоранжем.
6. Последующие пробы отбирать с интервалом в 5 мин., всякий раз титруя их щелочью, не забывая добавлять индикатор. Результаты титрования записать в табл. 13.
Таблица 13
Экспериментальные и расчетные данные
-
Опыт
, мин
,
см3
,
М, мин.-1
1
5
2
10
3
15
.
.
.
и т.д.