- •Е. В. Ванчикова, м. А. Рязанов,
- •В. В. Сталюгин
- •Практические работы
- •По физической химии
- •Содержание
- •Числа переноса ионов Электролиз и числа переноса
- •Работа 1 определение чисел переноса ионов в растворе серной кислоты выполнение измерений
- •1 Подготовка медного кулонометра
- •1.1 Подготовка катода
- •2 Приготовление растворов
- •3 Электролиз водного раствора серной кислоты
- •4 Определение количества эквивалентов кислоты в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов серной кислоты
- •4.2 Расчет изменения количества кислоты в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса сульфат-ионов
- •Работа 2 определение чисел переноса ионов
- •3 Электролиз водного раствора гидроксида натрия
- •4 Определение количества эквивалентов гидроксида натрия в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов гидроксида натрия
- •4.2 Расчет изменения количества гидроксида натрия в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса ионов натрия
- •Поляризация молекул и молекулярная рефракция
- •1 Законы поляризации молекул
- •2 Рефракция
- •2.1 Аддитивность рефракции
- •2.2 Рефракция растворов
- •3 Показатель преломления
- •4 Молекулярная рефракция раствора
- •5 Дисперсия молярной рефракции
- •Работа 3 опредение рефракции органических соединений выполнение измерений
- •4.2 Измерение показателя преломления вещества
- •4.3 Расчет молекулярной рефракции вещества
- •Работа 4 Определение молекулярной рефракции растворов и оценка эффективного радиуса молекулы растворенного вещества
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •2 Измерение плотности растворов
- •3 Измерение показателя преломления растворов
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •Работа 5 Анализ смеси углеводородов по относительной дисперсии молекулярной рефракции
- •1 Приготовление растворов и измерение показателя преломления
- •2 Оценка значений коэффициентов градуировочной функции
- •3 Определение массовой доли ароматического углеводорода
- •Кинетика гомогенных химических реакций
- •1 Определение молярной концентрации ионов железа (III)
- •2 Определение частного порядка реакции по отношению к ионам железа (III)
- •2.1 Приготовление растворов
- •2.2 Исследование кинетики реакции
- •3 Определение частного порядка по отношению к йодид-ионам
- •3.1 Приготовление растворов
- •3.2 Исследование кинетики реакции
- •3.3 Расчет частного порядка реакции по отношению к йодид-ионам
- •14 Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами железа (III)
- •Работа 7 Гидролиз сложного эфира в щелочном растворе
- •1 Приготовление раствора гидроксида натрия
- •2 Подготовка вспомогательных средств
- •3 Изучение кинетики реакции
- •3 Математическая обработка результатов исследования системы, в которой с(r1coor2) с(NaOh)
- •3.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •3.2 Расчет константы скорости реакции
- •4.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •4.2 Расчет константы скорости реакции
- •Работа 8 определение константы скорости и энергии активации реакции ГидролизА сложного эфира кондуктометрическим методом
- •1 Оценка значения характеристики ячейки кондуктометра
- •1 Измерение
- •3 Измерение электропроводности исследуемой системы
- •5 Расчет равновесных концентраций компонентов смеси и константы скорости реакции
- •Кинетика гомогенных каталитических химических реакций Работа 9 Определение константы скорости и энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в присутствии кислоты
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление раствора сильной кислоты
- •2 Определение молярной концентрации эфира в исследуемой системе
- •3 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 30 с
- •4 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 45 с
- •4 Оценка энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в водном растворе
- •Работа 10 Изучение кинетики реакции гидролиза сахарозы (тростникового сахара)
- •1 Поляризация излучения
- •2 Зависимость угла вращения плоскости поляризации поляризованного излучения от молярной концентрации оптически активного соединения
- •3 Поляриметр
- •1 Определение нулевого положения анализатора
- •2 Приготовление растворов сахарозы и измерение угла вращения
- •2.1 Приготовление и исследование водного раствора сахарозы
- •2.1 Приготовление и исследование кислого раствора сахарозы
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •4 Каталитическая активность кислот
- •Работа 11 Изучение скорости разложения мурексида. Определение константы диссоциации слабой кислоты
- •1 Изучение оптимальных условий измерения оптической плотности растворов
- •1.3 Приготовление рабочего раствора индикатора
- •2 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии сильной кислоты
- •2.1 Приготовление растворов сильной кислоты
- •2.2 Кинетические измерения для реакции разложения мурексида
- •2.3 Расчет константы скорости реакции
- •2.3.2 Метод наименьших квадратов
- •2.4 Оценка значений ko, kH
- •3 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии слабой кислоты
- •3.1 Приготовление растворов слабой кислоты
- •3.2 Кинетические измерения
- •4 Оценка значения константы диссоциации слабой кислоты
- •Работа 12 Йодирование ацетона в кислой среде
- •Выполнение измерений
- •1 Вспомогательные растворы
- •2 Приготовление реакционной смеси
- •3 Определение молярной концентрации эквивалента кислоты в растворе
- •4 Определение молярных концентраций ацетона и йодацетона
- •5 Расчет константы скорости реакции
- •5.1 Расчетный способ
- •5.2 Метод наименьших квадратов
- •Влияние ионной силы на кинетику ионных реакций
- •1 Приготовление раствора индикатора
- •2 Приготовление щелочных растворов соли с различной ионной силой
- •3 Измерение оптической плотности исследуемых растворов индикатора с электролитом
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •4.1 Расчет констант скорости реакции
- •4.2 Расчет ионной силы раствора
- •4.3 Расчет значения параметра а уравнения Дебая – Хюккеля
- •Равновесия в растворах
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •1.1 Основной раствор индикатора
- •1.2 Растворы индикатора, имеющие различное значение рН
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •3.1 Определение числа поглощающих частиц в растворе по числу изобестических точек
- •3.2 Оценка значения константы диссоциации органического реагента
- •Работа 15 Определение рН образоваНия гидроксида металла и его произведения растворимости
- •1 Определение значения рНо
- •1.1 Измерение рН растворов
- •2 Математическая обработка результатов измерений
- •2.1 Определение пр по значению рНо
- •Литература
- •167982, Г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28
3 Определение молярной концентрации эквивалента кислоты в растворе
Сразу после приготовления исследуемой смеси отбирают аликвотную часть (Vа = 25 см3), добавляют мерным цилиндром 25 см3 раствора тиосульфата натрия и затем дополнительно по каплям до полного обесцвечивания раствора. Титруют раствором гидроксида натрия, точку эквивалентности определяют по индикатору фенолфталеину.
Рассчитывают исходную молярную концентрацию эквивалента кислоты в исследуемой системе (b, моль/дм3).
4 Определение молярных концентраций ацетона и йодацетона
Через 10 минут после приготовления раствора, отбирают его аликвотную часть (25 см3), добавляют 25 см3 раствора гидрокарбоната натрия (с(NaHCO3) = 0.1 моль/дм3) и титруют раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски раствора, добавляют 34 капли раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения грязно-синей окраски раствора. Фиксируют объем раствора тиосульфата, необходимый для полного обесцвечивания раствора.
Вторую и последующие 4 5 порций смеси отбирают через каждые 10 минут и также титруют раствором тиосульфата натрия (таблица 12.2).
Таблица 12.2 – Молярные концентрации участников реакции йодирования ацетона (а = … моль//дм3, b = … моль//дм3)
Время протекания реакции |
Объем тиосульфата натрия |
Молярная концентрация участников реакции, моль/дм3 | ||
йодацетона |
ацетона |
Н+ | ||
t, мин |
Vt, см3 |
х |
а- х |
b+ х |
0 |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
Молярная концентрация йодацетона в каждый момент времени (х, моль/дм3) может быть рассчитана по формуле:
, (147)
где Vа – аликвотная часть исследуемого раствора, см3;
Vo – объем раствора Na2S2O3, который израсходовался бы на титрование аликвотной части исследуемого раствора в начальный момент времени t = 0, см3 (рассчитывают по закону эквивалентов);
Vt – объем раствора Na2S2O3, пошедший на титрование аликвотной части исследуемого раствора, отобранной в момент времени t, см3;
–молярная концентрация эквивалента раствора тиосульфата, моль/дм3.
В одной системе координат изображают кривые изменения молярной концентрации ацетона, Н+ и йодацетона.
5 Расчет константы скорости реакции
5.1 Расчетный способ
Расчет константы скорости реакции проводят по уравнению (145) для момента времени t. Оценивают среднее значение константы скорости и его стандартное отклонение (таблица 12.3).
5.2 Метод наименьших квадратов
Методом наименьших квадратов оценивают значение коэффициента линейной зависимости (146), который является константой скорости реакции (таблица 12.3).
Таблица 12.3 – Константа скорости реакции йодирования ацетона
Время протекания процесса |
Константа скорости реакции |
|
t, мин |
k, дм3/(мольмин) | |
… |
|
|
Метод оценки константы скорости |
Расчетный |
МНК |
Значение константы скорости, дм3/(мольмин) |
k | |
|
| |
Стандартное отклонение, дм3/(мольмин) |
S(k) | |
|
|