Не забывать после каждого отбора пробы опускать брусок мрамора в раствор так, чтобы площадь контакта его с раствором оставалась постоянной

1. Определить концентрацию кислоты во всех пробах по формуле (49).

2. Рассчитать константу скорости реакции интегрально-расчетным методом.

Краткое описание метода

Иначе интегрально-расчетный метод называют методом подбора уравнения, по которому необходимо рассчитать константу скорости (k) и определить порядок реакции (n). Пусть исследуемая гетерогенная реакция имеет нулевой порядок. Запишем уравнение для расчета константы скорости реакции нулевого порядка

(50)

где начальная концентрация реагента, моль-экв/л; текущая концентрация вещества на данный момент времени, моль-экв/л. Если расчетные значения константы скорости не усредняются, а изменяются монотонно, то порядок реакции не является нулевым. Поэтому необходимо повысить порядок (n=1) и произвести новые расчеты константы скорости по уравнению:

(51)

или, в случае монотонного изменения по уравнению для реакций второго порядка:

(52)

Таким образом, порядок и константа скорости определяется в случае усреднения константы скорости реакции, рассчитанной по уравнениям (50), или (51), или (52).

3. Определить среднее значение константы скорости реакции

4. Рассчитать среднеквадратичное отклонение от среднего значения по формулaм:

;

Определить константу скорости реакции графически, используя дифференциальную и интегральную форму кинетического уравнения.

Краткое описание методов

Интегрально-графический метод заключается в подборе ординаты для зависимости концентрации от времени.

Пусть n = 0. Используем уравнение прямой линии: или и строим график зависимости с_τ = f(τ). Если экспериментальные точки находятся на кривой второго порядка и не укладываются на прямую, то реакция не нулевого порядка.

Д ля дальнейшего исследования используем уравнение прямой линии или . Также строим график зависимости в координатах lnс_τ = f(τ). Если точки зависимости укладываются на прямую, то реакция первого порядка, если же этого не произошло, то порядок повышаем до второго и линеаризуем уравнение (52). Затем строим график зависимости в координатах . Константу скорости реакции определяем по тангенсу угла наклона прямой линии к оси абсцисс. Тангенс рассчитать по теореме Пифагора.

Дифференциально-графический метод заключается в следующем:

Строим график зависимости в координатах (Рис. 14).

Из графика следует найти скорости и концентрации, являющимися параметрами основного кинетического уравнения: . Для этого дифференцируем кривую на графике методом равных отрезков на оси ординат. Через концы каждого отрезка проводим горизонтальные линии до пересечения с экспериментальной кривой, затем через точки пересечения проводим вертикальные линии до пересечения с абсциссой. Далее, относим полученные отрезки друг к другу и находим: =V. Среднюю концентрацию находим из графика, разделив отрезки на оси ординат пополам, либо находим полусуммы двух соседних концентраций в концевых точках отрезков. Таким образом рассчитываем несколько значений скоростей и соответствующих им средних концентраций. Полученные средние скорости и концентрации сводим в таблицу. Константу скорости и порядок реакции находим из графика зависимости , для чего логарифмируем основное кинетическое уравнение : . Для построения этого графика найденные скорости и концентрации логарифмируем и по полученным данным строим прямую линию . Константу скорости найдем в точке пересечения прямой с осью ординат. Порядок реакции равен тангенсу угла наклона прямой линии к оси абсцисс. (Примечание: т.к. логарифм числа не имеет размерности, то масштабы осей должны совпадать. В этом случае угол, образованный между прямой и осью абсцисс можно измерить при помощи транспортера).