Алгоритм выполнения задания б
Изучение кинетики реакции разложения комплексного оксалата марганца удобно проводить, используя фотометрический метод, т.к. в этой реакции реагент ([Mn(C2O4)3]3−) окрашен в коричневый цвет, а получаемые продукты бесцветны. Стехиометрическое уравнение реакции имеет вид
[Mn(C2O4)3]3− = Mn2+ +2,5C2O42− +CO2 ,
или если его представить в символьном виде:
A → продукты.
Известно, что кинетика разложения описывается уравнением первого порядка. Следовательно, интегральное кинетическое уравнение данной реакции будет иметь вид:
.
С учетом того, что между концентрацией комплексного оксалата марганца и оптической плотностью раствора наблюдается прямолинейная зависимость это уравнение преобразуется
.
В этом задании студент, не проводя опытов, обрабатывает имеющиеся экспериментальные данные о величине оптической плотности реакционных растворов в различные моменты времени.
Методика определения константы скорости аналогична методике, рассмотренной ранее при выполнении задания А.
Кроме нахождения величины константы скорости реакции (решения обратной кинетической задачи) нужно также выразить аналитически и построить графически зависимости концентрации вещества А от времени, т.е. кинетическую кривую. По ней нужно определить время полупревращения.
Вариант 1 Температура 293 К |
Вариант 2 Температура 293 К |
Вариант 3 Температура 293 К |
|||
|
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,60 |
10 |
0,61 |
10 |
0,70 |
10 |
0,52 |
20 |
0,53 |
20 |
0,60 |
20 |
0,45 |
30 |
0,46 |
30 |
0,53 |
30 |
0,39 |
40 |
0,40 |
40 |
0,46 |
40 |
0,34 |
50 |
0,35 |
50 |
0,40 |
50 |
0,30 |
60 |
0,30 |
60 |
0,35 |
60 |
0,26 |
70 |
0,26 |
70 |
0,30 |
70 |
0,23 |
90 |
0,20 |
90 |
0,23 |
90 |
0,17 |
120 |
0,13 |
120 |
0,15 |
120 |
0,11 |
140 |
0,10 |
140 |
0,11 |
140 |
0,08 |
Вариант 4 Температура 294 К |
Вариант 5 Температура 294 К |
Вариант 6 Температура 294 К |
|||
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,60 |
10 |
0,59 |
10 |
0,67 |
10 |
0,51 |
20 |
0,50 |
20 |
0,57 |
20 |
0,43 |
30 |
0,42 |
30 |
0,48 |
30 |
0,36 |
40 |
0,35 |
40 |
0,41 |
40 |
0,30 |
50 |
0,30 |
50 |
0,34 |
50 |
0,26 |
60 |
0,25 |
60 |
0,29 |
60 |
0,22 |
70 |
0,21 |
70 |
0,24 |
70 |
0,18 |
90 |
0,15 |
90 |
0,17 |
90 |
0,13 |
120 |
0,09 |
120 |
0,10 |
120 |
0,08 |
140 |
0,06 |
140 |
0,07 |
140 |
0,06 |
Вариант 7 Температура 295 К |
Вариант 8 Температура 295 К |
Вариант 9 Температура 295 К |
|||
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,60 |
10 |
0,57 |
10 |
0,65 |
10 |
0,49 |
20 |
0,47 |
20 |
0,54 |
20 |
0,40 |
30 |
0,38 |
30 |
0,44 |
30 |
0,33 |
40 |
0,31 |
40 |
0,36 |
40 |
0,27 |
50 |
0,26 |
50 |
0,29 |
50 |
0,22 |
60 |
0,21 |
60 |
0,24 |
60 |
0,18 |
70 |
0,17 |
70 |
0,20 |
70 |
0,15 |
90 |
0,12 |
90 |
0,13 |
90 |
0,10 |
100 |
0,09 |
100 |
0,11 |
100 |
0,08 |
120 |
0,06 |
120 |
0,07 |
120 |
0,05 |
Вариант 10 Температура 296 К |
Вариант 11 Температура 296 К |
Вариант 12 Температура 296 К |
|||
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,60 |
10 |
0,55 |
10 |
0,63 |
10 |
0,47 |
20 |
0,43 |
20 |
0,50 |
20 |
0,37 |
30 |
0,34 |
30 |
0,39 |
30 |
0,29 |
40 |
0,27 |
40 |
0,31 |
40 |
0,23 |
50 |
0,21 |
50 |
0,24 |
50 |
0,18 |
60 |
0,17 |
60 |
0,19 |
60 |
0,14 |
70 |
0,13 |
70 |
0,15 |
70 |
0,11 |
80 |
0,10 |
80 |
0,12 |
80 |
0,09 |
90 |
0,08 |
90 |
0,09 |
90 |
0,07 |
120 |
0,04 |
120 |
0,04 |
120 |
0,03 |
Вариант 13 Температура 297 К |
Вариант 14 Температура 297 К |
Вариант 15 Температура 297 К |
|||
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,90 |
10 |
0,53 |
10 |
0,60 |
10 |
0,68 |
20 |
0,40 |
20 |
0,46 |
20 |
0,51 |
30 |
0,30 |
30 |
0,35 |
30 |
0,39 |
40 |
0,23 |
40 |
0,26 |
40 |
0,29 |
50 |
0,17 |
50 |
0,20 |
50 |
0,22 |
60 |
0,13 |
60 |
0,15 |
60 |
0,17 |
70 |
0,10 |
70 |
0,11 |
70 |
0,13 |
80 |
0,07 |
80 |
0,09 |
80 |
0,10 |
90 |
0,06 |
90 |
0,06 |
90 |
0,07 |
100 |
0,04 |
100 |
0,05 |
100 |
0,05 |
Вариант 16 Температура 298 К |
Вариант 17 Температура 298 К |
Вариант 18 Температура 298 К |
|||
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
, мин |
Оптическая плотность |
0 |
0,70 |
0 |
0,80 |
0 |
0,90 |
10 |
0,50 |
10 |
0,58 |
10 |
0,65 |
20 |
0,36 |
20 |
0,41 |
20 |
0,47 |
30 |
0,26 |
30 |
0,30 |
30 |
0,33 |
40 |
0,19 |
40 |
0,21 |
40 |
0,24 |
50 |
0,13 |
50 |
0,15 |
50 |
0,17 |
60 |
0,10 |
60 |
0,11 |
60 |
0,12 |
70 |
0,07 |
70 |
0,08 |
70 |
0,09 |
80 |
0,05 |
80 |
0,06 |
80 |
0,06 |
90 |
0,04 |
90 |
0,04 |
90 |
0,05 |
100 |
0,03 |
100 |
0,03 |
100 |
0,03 |
,
мин