2. Вивчення кінетики реакції взаємодії хлориду заліза з йодидом калію

Ціль роботи: вивчення кінетичних характеристик реакції 2 порядку (випадку однакових початкових концентрацій реагентів).

Цільові задачі: оволодіння способом визначення кінетичних характеристик з використанням фотоколориметрії; засвоєння розрахунку кінетичних характеристик реакції (порядок, енергія активації, час напівперетворення).

Проведення досліду:

1. Підготовити до роботи фотоколориметр у відповідності з інструкцією. Включити пристрій і дати йому прогрітися не менше 20 хв. Встановити світлофільтр з довжиною хвилі 490 нм.

2. Приготовити еталонний розчин для балансування пристрою. Для цього змішати рівні об’єми вихідного розчину FeCl₃ і дистильованої води.

3. Залити еталонний розчин в кювету і встановити її в один із кюветотримачів фотоколориметра. Закрити кришку кюветного відділення і регуляторами «Установка нуля», «Грубо» и «Точно» встановити стрілку пристрою на нуль шкали оптичної густини A.

4. Відміряти по вказівці викладача рівні об’єми розчинів хлориду залізу (III) і йодиду калію. Злити ці розчини і ретельно перемішати. В момент зливання почати відлік часу.

5. Отриманою сумішшю заповнити кювету і встановити її у другий кювето тримач пристрою. Ввести її в промінь світла. Виміряти величину оптичної активності А точно на 2-й хвилині від початку реакції.

6. Виміряти оптичну густину розчину через кожні 2 хвилини до повного перетворення реакції. Сигналом її закінчення служить отримання трьох однакових значень А підряд. Всі дані занести в таблицю.

7. Виключити пристрій. По експериментальним даним побудувати графік залежності A = f(t) і визначити по ньому A_макс.

   Температура Т = ___ оС		Об’єми розчинів реагентів, V1 = V2 = ___ мл Концентрація реагентів С1 = С2 = ____ ·103 моль/л
   Час від початку реакції t, хв.	Оптична густина А	Концентрація йоду С,	Константа швидкості, л/моль·хв
   		моль/л	kt	kсередн
   2
   4
   6
   8
   10
   12
   14
   16
   18
   20
   22
   24
   26
   28
   30
   32
   34
   36
   38
   40
   

8. По даним, які приведені нижче, побудувати ґрадуювальний графік залежності А = f (C).

Концентрація йоду, С103, моль/л	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
Оптична густина, А	0,12	0,20	0,28	0,37	0,44	0,52	0,59	0,66	0,74	0,81

З його допомогою методом інтерполяції визначити концентрації йоду в момент закінчення реакції (С_макс) і в моменти часу, вказані викладачем. Занести їх значення в відповідні строки таблиці експериментальних даних.

9. Користуючись рівнянням розрахувати константу швидкості реакції в кожний момент часу і обчислити середнє арифметичне. Занести результати в таблицю.

10. Розрахувати час напівреакції для досліджуваної реакції по рівнянню: .

11. Розрахувати енергію активації реакції, приймаючи, що при температурі Т₂ = 320 К константа швидкості k₂ = 2,810²: ,де Т₁ – температура досліду.