Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичні вказівки з Фізичної хімії.2.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
6.19 Mб
Скачать

Рекомендована література:

1. Гамеева О.С. Физическая и колоидная химия.М. Высшая школа. 1974.272 с. § 12

2. Гамеева О.С. Физическая и колоидная химия.М. Высшая школа. 1969.408. § 29

Практична робота №6

Тема роботи - Розрахунок швидкості хімічної реакції, а також вивчення впливу температури на швидкість хімічної реакції.

Мета роботи:

1) вивчення основного закону хімічної кінетики

2) виконати розрахунки дійсної швидкості реакції

3) визначення впливу температури на швидкість хімічної реакції за правилом Вант-Гоффа та рівнянням Арреніуса

Теоретичне обґрунтування

Хімічна кінетика – вчення про швидкість хімічних реакцій. Основний закон хімічної кінетики установлює залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин.

mA + nB ↔ m1C + n1D

V = k CAm CB n ; де CA та CB – концентрації реагуючих речовин;

m, n – стереометричні коефіцієнти реагуючих речовин в рівнянні реакції

Дійсна швидкість реакції V – швидкість у даний момент часу.

Вплив температури на швидкість хімічної реакції визначається правилом Вант – Гоффа, згідно з яким при підвищенні температури на кожні 10 градусів швидкість більшості реакцій збільшується в 2-4 рази. Математично ця залежність виражається так:

Vt2 = Vt1 γt2-t1/10 , де

Vt1 , Vt2 - швидкості реакцій при початковій та кінцевій

температурі

γ температурний коефіцієнт швидкості

Прологарифмувавши попереднє рівняння, отримуємо:

lg kt2 / kt1 = lgγ*(t2 – t1) / 10 , де

kt2 , kt1константи швидкості при температурах t1 та t2

Більш точна залежність константи швидкості від температури визначається рівнянням Арреніуса:

2,303 lg kT2 /kT1 = Eакт/R (1/T1 – 1/T2), де

R – газова стела, Дж / моль град

Eакт – енергія активації даної реакції Дж / моль

Енергія активації – мінімальний надлишок енергії, який повинні мати молекули для того, щоб реакція між ними стала можливою.

Приклад. Обчислити за правилом Вант-Гоффа, наскільки треба підвищити температуру щоб швидкість реакції збільшилась у 80 разів, якщо температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 3.

Рішення. Використовуємо рівняння:

lg kT2/ kT1 = lgγ*(t2 – t1) / 10 ;

lg80= lg3*(t2 – t1) / 10 = (t2 – t1)*0,04771;

(t2 – t1)= lg80/0,04771=39,89°

Відповідь: Щоб швидкість реакції зросла у 80 разів треба підвищити температуру на 40 °C.

Порядок виконання роботи:

1. Викладач проводить експрес опитування студентів за темою практичної роботи з метою виявлення готовності студента до виконання роботи.

2. Видача індивідуальних завдань для практичної роботи

3. Студенти самостійно працюють над розрахунками, складають звіти, роблять висновки з роботи.

4. Захист практичної роботи має бути в усній або письмовій формі, як спланує заняття викладач.

Контрольні запитання:

1.Що називається швидкістю хімічної реакції?

2.Як читається закон дії мас?

3.Які фактори впливають на швидкість хімічної реакції?

4.Сформулюйте правило Вант-Гоффа.

5.Що називається енергією активації?

6.Поясніть рівняння Арреніуса.

Варіанти індивідуальних завдань до практичної роботи № 6

1 варіант

1.Енергія активації – це ………….

2. Реакція між речовинами А і В дорівнює рівнянням

2А + В → С

Початкова концентрація речовини А дорівнює 3,2 моль/л, а речовина В 1,6 моль/л. Константа швидкості реакції 0,75. Яка швидкість реакції в початковий момент і наприкінці деякого часу, коли концентрація речовини А зменшилась на 0,5 моль/л.

3. В скільки раз збільшиться час, необхідний для завершення реакції, якщо понизити температуру на 45о? Температурний коефіцієнт швидкості реакції прийняти рівним.

2 варіант

1.Правило Вант – Гоффа .

2. Реакція розкладу водню в водному розчині проходе як реакція першого порядку. Період полу розпаду приданих умовах становить 15,86 хвилин. Визначити, який час потрібен для розпаду (при тих же умовах ) 99 % перекису водню.

3. Вирахуйте по правилу Вант – Гоффа, при якій температурі реакція закінчується за 20 хвилин, якщо при 20 о С на це потрібно 3 години. Температурний коефіцієнт швидкості прийняти рівним 2.

3 варіант

  1. Рівняння Арреніуса

2. Реакція розкладу перекису водню в водному розчині протікає як реакція першого порядку. Період полу розпаду при даних умовах дорівнює 15,86 хв. Визначити який час потрібен для розкладу (при даних умовах) 99% перекису водню.

3. Визначити за правилом Вант-Гоффа, на скільки можна збільшити температуру, щоб швидкість реакції збільшилась у 80 разів, якщо температурний коефіцієнт рівний 3.

4 варіант

1. Швидкість хімічної реакції одномолекулярних реакцій.

2. В зачиненому сосуді знаходиться суміш газів, які складаються з 1 моль азоту і 3 моль водню, яка реагує по рівнянню

N2 + 3H2 → 2NH3

У скільки разів зменшиться швидкість прямої реакції після того, як прореагує 0,65 моль азоту?

3. Вирахуйте по правилу Вант – Гоффа, при якій температурі реакція закінчується за 25 хвилин, якщо при 20 о С на це потрібно 2 години. Температурний коефіцієнт швидкості прийняти рівним 3.

5 варіант

1. Основний закон кінетики

2. Розклад закису азоту на поверхні золота при високих температурах проходить за порівнянням

N2О→ N2+ О

Константа швидкості даної реакції 0,0005 при 900 С. Початкова концентрація закису азоту 3,2моль/л. Визначити швидкість реакції при вказаній температурі в початковий момент та коли пройде розклад 78 % закису азоту.

3. Для даної реакції дослідним шляхом були визначені дві константи швидкості: при 443 С -0,0067, а при 508 С -0,1059. Визначити енергію активації даної реакції.

6 варіант

  1. Швидкість хімічної реакції двухмолекулярних реакцій

2. Реакція між речовинами А і В дорівнює рівнянням

А + 2В → С

Концентрація речовини А дорівнює 1,5 моль/л, а речовина В- 3 моль/л. Константа швидкості реакції 0,4. Визначити швидкість хімічної реакції в початковий момент часу і по закінченню часу, коли прореагує 75% А.

3. Визначити на скільки градусів необхідно збільшити температуру, щоб швидкість реакції зросла в 50 разів, в 100 разів, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3.

7 варіант

1. Швидкість хімічної реакції трехмолекулярних реакцій

2. Реакція між речовинами А і В дорівнює рівнянням

А + 2В → С

Концентрація речовини А дорівнює 1,5 моль/л, а речовина В- 3 моль/л. Константа швидкості реакції 0,4. Визначити швидкість хімічної реакції в початковий момент часу і по закінченню часу, коли прореагує 75% А.

3. Температурний коефіцієнт швидкості реакції розкладу йодистого водню в області вказаних нижче температур дорівнює 2. Визначити по правилу Ваіт-Гоффа константу швидкості цієї реакції при 374 С. якщо при 355 С вона дорівнює 0,000837.

8 варіант

1. Константа швидкості хімічної реакції першого порядку

2. Розклад перекіс водню в водному розчині підчиняється закону одномолекулярних реакцій. Константа швидкості даної реакції дорівнює 0,05 хв-1. Визначити час, за який перекис водню розпадається на 50% та 99,9%.

3. Температурний коефіцієнт швидкості реакції розкладу йодистого водню в області вказаних нижче температур дорівнює 2. Визначити по правилу Ваіт-Гоффа константу швидкості цієї реакції при 374 С. якщо при 356 С вона дорівнює 0,000839.

9 варіант

1. Константа швидкості хімічної реакції другого порядку

2. Константа розпаду РаА дорівнює 3,79*10-3(сек.). Визначити період полу розпаду та час, за який радій розпадається на 30%.

3. Мурашина кислота на двоокис вуглецю та водню на поверхні золота. Константа швидкості цієї реакції при 100 С дорівнює 5,5*10-4, а при 185 С- 9,2*10-3 . Визначити температурний коефіцієнт реакції в даному інтервалі температур.

10 варіант

1. Константа швидкості хімічної реакції двухмолекулярних реакцій, якщо А=В.

2. В сосуді міститься 0,025г радону. Період полу розпаду радону дорівнює 3,82 днів. Яку кількість радону R(%) залишається в сосуді через 14 днів.

3. Константа швидкості омилення етилацетату їдким натрієм при 9,4 С дорівнює 2,37, а при 14,4 С- 3,204. Вирахувати температурний коефіцієнт швидкості реакції у вказаних межах температур та енергію активації.

11 варіант

1. Константа швидкості хімічної реакції третього порядку для трехмолекулярної реакції, якщо концентрація усіх трьох речовин однакова

2. Є 5 мг радія С, період полу розпаду якого дорівнює 19,7 хв. Яка кількість радія С залишиться через 2,5 години?

3. При 150 С деяка реакція закінчиться за 16 хв. Прийнявши температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 2,5. Визначити через скільки хвилин закінчилась би ця реакція при 180 С та 130 С.

12 варіант

1. Що таке період напів розпаду? Константа швидкості для реакції першого порядку, якщо відомий період полу розпаду.

2.Період напів розпаду теорія С дорівнює 0,5 хв. Через який час активність теорія С буде складати 20% від початкової.

3. Вирахуйте по правилу Ваіт – Гоффа, при якій температурі реакція закінчується в проміжку часу 20 хвилин, якщо при 20 о С на це потрібно 3 години. Температурний коефіцієнт швидкості прийнять рівним 2.

13 варіант

1. Що таке період полу розпаду? Константа швидкості для реакції другого порядку, якщо відомий період полу розпаду.

2. В зачиненому сосуді знаходиться суміш газів, які складаються з 1моль і 3 моль водню, яка реагує по рівнянню

N2 + 3H2 → 2NH3

У скільки разів зменшиться швидкість прямої реакції після того, як прореагує 0,65 моль азоту?

3. В скільки раз збільшиться час, необхідний для завершення реакції, якщо понизити температуру на 45о? Температурний коефіцієнт швидкості реакції прийняти рівним 3.

14 варіант

1. Справжня середня швидкість реакції

2. Розклад закису азоту на поверхні золота при високих температурах протикає по рівнянню

N2О→ N2+ О

Константа швидкості даної реакції 0,0005 при 900 С. Початкова концентрація закису азоту 3,2моль/л. Визначити швидкість реакції при вказаній температурі в початковий момент та коли пройде розклад 78 % закису азоту.

3. Визначити по правилу Вант-Гоффа, на скільки можна збільшити температуру, щоб швидкість реакції збільшилась у 80 разів, якщо температурний коефіцієнт рівний 3.

15 варіант

1. Основний закон кінетики

2. Константа розпаду РаА дорівнює 3,79*10-3(сек.). Визначити період полу розпаду та час, за який радій розпадається на 90%.

3. Вирахуйте по правилу Ваіт – Гоффа, при якій температурі реакція закінчується в проміжку часу 25 хвилин, якщо при 20 о С на це потрібно 2 години. Температурний коефіцієнт швидкості прийнять рівним 3.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.