pdf @ download @ do ÂściÂągnięcia @ pobieranie @ ebook

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Patrycja Krzaczyńska
197834             

Biotechnologia
Wtorek 8:15- 12:00

 

 

 

Ćwiczenie 27
Energia aktywacji jodowania acetonu

1. Cel ćwiczenia

Celem wykonywanego ćwiczenia było wyznaczenie stałych szybkości reakcji jodowania acetonu k1 i k2 w roztworach o tych samych składach ale dwóch różnych temperaturach oraz obliczenie energii aktywacji badanej reakcji.

2. Część teoretyczna

Stałą szybkości reakcji nazywamy współczynnik proporcjonalności k w równaniu kinetycznym. 

 

v=kAαBβCg

 

W klasycznej kinetyce przyjmuje się, że stała k jest niezależna od stężenia reagentów i czasu reakcji, natomiast zmienia się z temperaturą i zależy od rodzaju i stężenia katalizatorów.  Stała szybkości wyraża liczbowo szybkość reakcji, gdy stężenie każdego z substratów wynosi 1 mol/l. 

 

Jodowanie acetonu jest reakcją dwuetapową, w której zachodzi zjawisko autokatalizy, gdzie jeden z produktów reakcji działa jako jej katalizator. Tutaj katalizatorem są jony wodorowe.

Cały proces można przedstawić za pomocą równania reakcji:
             

Wyróżnić można dwa następujące po sobie etapy:

Etap I  

Etap II  

W etapie pierwszym aceton pod wpływem jonów wodorowych przechodzi ze swojej formy ketonowej w enolową, która to w drugim etapie dołącza jony jodu. Etap pierwszy przebiega wolniej i decyduje o szybkości całej reakcji

W rezultacie szybkość całej reakcji zależy od stężenia acetonu (a-x) i kwasu (b+x), a nie zależy od stężenia jodu.  Reakcja jodowania acetonu jest reakcją drugiego rzędu i szybkość jej możemy wyrazić następującym wzorem:

 

dxdt=ka−xb+x

 

lub po scałkowaniu:

 

1a+blnab+xba−x=kt

 

gdzie:

k - stała szybkości
a - początkowe stężenie acetonu
b - początkowe stężenie jonów wodorowych
x - ubytek stężenia acetonu (równy przyrostowi stężenia kwasu) po czasie t

      

Energią aktywacji nazywamy minimum energii jaką powinny być obdarzone cząsteczki, aby mogły przereagować.  Można ją obliczyć na podstawie równania Arrheniusa:

 

k=Ae−EART

 

A - współczynnik częstotliwości

 

Energię aktywacji można również obliczyć znając dwie stałe szybkości danej reakcji w dwóch różnych temperaturach ze wzoru:

 

lnk2k1=EAR1T1−1T2

 

lub badając nachylenie prostej w układzie współrzędnych lg k = f(1/T).

 

 

3. Opis wykonywanych czynności

.    Doświadczenie wykonywałam dla dwóch temperatura T1=250C i T2=400C

.    Do dwóch kolb miarowych o pojemności 250 ml odmierzyłam 20 ml  kwasu solnego i 25 ml mieszaniny jodującej. Mieszaniny rozcieńczyłam wodą destylowaną tak aby do objętości 250 cm3 brakowało kilka cm3. Przygotowane roztwory wstawiłam do termostatów ze wskazanymi temperaturami.

.    Po ustaleniu się temperatur dodałam do kolb 2 ml acetonu i dopełniłam wodą destylowaną do objętości 250 ml .

.    Następnie pobrałam próbkę 25 ml (czas pobrania próbki przyjęłam jako czas rozpoczęcia reakcji) i wlałam do kolby z przygotowanym wcześniej roztworem 0,15 M NaHCO3  ( w tym roztworze jon H+ ulega zobojętnieniu i reakcja jodowania zostaje zahamowana).

.    Potem oznaczałam stężenie jodu w pobranej próbce roztworu za pomocą miareczkowania  0,02M Na2S2O3, miareczkowałam do zmiany barwy na lekko żółty, po czym dodałam kilka kropel skrobi. Zakończyłam miareczkowanie, gdy roztwór stał się bezbarwny.

.    Kolejnych pomiarów dokonywałam w odstępach 20-15 min (przy temperaturze 250C) i 5 min dla 400C

.    Wyniki zestawiam w tabeli

T1=250C

t[min]

1

21

36

51

66

81

96

111

V[ml]

12,70

11,00

9,45

8,60

7,10

5,80

5,20

3,60

T2=400C

t[min]

1

6

11

16

21

26

31

36

41

V[ml]

12,1

11,00

10,50

9,80

9,10

8,40

7,65

6,70

5,70

 

4. Obliczenia

Obliczam stężenie początkowe dla 2 ml acetonu a korzystając ze wzoru:

a=Vacetonu∙ρacetonuVkolby∙Macetonu∙1000moldm3;

Masa molowa acetonu wynosi 58 g/mol, a gęstość to 0,785 g/cm3.

a=2cm3∙0,785gcm3250cm3∙58gmol∙1000=0,11moldm3

Obliczam stężenie początkowe dla 20 ml kwasu HCl b, będące równe stężeniu jonów wodorowych ze wzoru:

b=VHCl∙cHClVkolby

 

b=20cm3∙1...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • czarkowski.pev.pl