Вопросы для подготовки

• Кинетика гомогенных реакций. Факторы, влияющие на скорость реакции.

• Кинетическая классификация химических реакций: молекулярность и порядок реакции.

• Кинетические уравнения реакций первого и второго порядка.

• Энергия активации.

Литература: [1 – §§ 10.1, 10.2, 10.5].

Задачи для самостоятельного решения

1. Докажите, что реакция, протекающая по уравнению

СаО + СО₂ → СаСО₃,

является реакцией второго порядка. Изменение концентрации реагирующих веществ во времени следующее:

время τ, с: 0; 1800; 4500; 5400;

концентрация с, моль/л: 0,0198; 0,00815; 0,00504; 0,00442.

Чему равна молекулярность данной реакции?

2. Определите энергию активации разложения уксусного альдегида, если известно, что константа скорости этого процесса при 460 равна 0,035, а при 518 – 0,343.

3. Графическим методом определите порядок реакции гидролиза сахара, протекающей по уравнению

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆,

если изменения концентрации сахара во времени следующее:

время τ, мин: 0; 1435; 4315; 7070; 11360; 141704;

концентрация с, кмоль/м³: 0,650; 0,601; 0,513; 0,440; 0,355; 0,307.

Вычислите константу скорости реакции.

Оборудование

1. Учебно-лабораторный комплекс «Химия» в комплектации:

- компьютер,

- универсальный контроллер (рис. 1, а),

- модуль «Термостат» в комплекте со стаканом на 150 мл (рис. 1, б), якорь магнитной мешалки, датчик для кондуктометрических измерений (рис. 4) и термодатчик (рис. 2).

Рис. 4. Датчик для кондуктометрических измерений

Подготовка модуля «Термостат» и управление улк «Химия» с помощью компьютера

1. Модуль «Термостат» подключите к центральному контроллеру с помощью соединительного кабеля. Подключите центральный контроллер к сети переменного тока и к персональному компьютеру через COM-порт с помощью специального соединительного шнура.

2. Для определения проводимости датчик для кондуктометрических измерений подключите к разъемам I, R модуля «Термостат» без учета полярности. Термодатчик подключите к разъему 1 канала «Температура».

3. Включите компьютер. Затем включите контроллер тумблером «Сеть», расположенным на левой боковой панели.

4. При включенном контроллере запустите программу управления УЛК «Химия» − elsms2.exe.

5. В появившемся окне «Добро пожаловать в УЛК» выберите вариант работы − «Работа с контроллером». При правильно подсоединенном модуле и контроллере справа должны быть надписи: «Контроллер активен» и ниже «Модуль: Термостат». Затем войдите в программу управления УЛК, нажав кнопку «Вход».

5. В окне управления программой в группе элементов «Измерительные каналы» установите галочки напротив датчиков «1. Термодатчик» и «6. Проводимость». Значение проводимости в группе элементов «Измерительные каналы» появится поле включения «Источника переменного напряжения» в группе элементов «Исполнительные устройства».

Работа 2.1. Изучение кинетики гидролиза уксусного ангидрида

кондуктометрическим методом

Цель работы

1. Ознакомиться с методикой работы на учебно-лабораторном комплексе «Химия».

2. Изучить скорость реакции гидролиза уксусного ангидрида при различных температурах.

3. Рассчитать константы скорости реакции и определить порядок и молекулярность реакции.

4. Рассчитать энергию активации процесса.

Рабочее задание

Реакция гидролиза уксусного ангидрида идет практически необратимо по уравнению

(CН₃СО)₂О + Н₂О → 2СН₃СООН.

↓↑

2СН₃СОО^- + 2Н⁺

Концентрация вступившего в реакцию уксусного ангидрида пропорциональна концентрации образовавшейся слабой уксусной кислоты. Поскольку концентрация последней невелика, то степень диссоциации её достаточно высокая. Образующиеся при диссоциации уксусной кислоты ионы водорода повышают электропроводность раствора, при этом увеличение электропроводности будет пропорционально увеличению концентрации уксусной кислоты и прогидролизовавшегоcя уксусного ангидрида.