Расчёты Расчет константы скорости реакции
Для расчета константы скорости воспользуйтесь кинетическим уравнением для реакций первого порядка
.
Концентрация разложившегося уксусного ангидрида эквивалентна концентрации образовавшейся уксусной кислоты, и, следовательно, для расчета константы скорости можно использовать величину электропроводности раствора.
Исходная концентрация уксусного ангидрида с0 эквивалентна (L∞ – L0), а концентрация в момент времени τ эквивалентна (L∞ – Lτ). Отсюда константу скорости можно рассчитать по уравнению
,
где L0 – электропроводность раствора в начальный момент времени;
Lτ – электропроводность раствора к моменту времени τ;
L∞ – электропроводность раствора при полном разложении ангидрида.
Расчет энергии активации
Рассчитав
средние значения констант скорости при
двух температурах
и
,
вычислите величину энергии активации
данного процесса Еакт:
,
где R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж∙моль-1∙К-1.
Выводы
1. Укажите молекулярность и порядок реакции гидролиза уксусного ангидрида.
2. Охарактеризуйте процесс по его энергии активации.
Тема 3. Термический анализ Теоретические сведения
Раздел физико-химического анализа, изучающий зависимость температуры кристаллизации исследуемой системы А – В от ее состава, называется термическим анализом. В ходе такого анализа строят и изучают диаграммы плавкости, которые выражают зависимость температуры плавления или кристаллизации системы от ее состава.
Диаграмма плавкости (рис. 5, б) строится на основании кривых охлаждения (рис. 5, а). Для их получения охлаждают расплавы индивидуальных веществ (компонентов) и их смесей и фиксируют изменение температуры остывающей системы во времени. При охлаждении чистого вещества А (рис. 5, а; кривая А) участок ав соответствует равномерному охлаждению жидкой фазы (расплава). Переход чистого вещества из жидкого состояния в твердое при температуре плавления этого вещества ТА сопровождается выделением теплоты кристаллизации, в точности компенсирующей теплоотдачу. Поэтому пока весь расплав не закристаллизуется, температура остается постоянной (участок вс - температурная остановка). В точке с последняя капля жидкости переходит в твердое состояние, и далее охлаждается твердая фаза (участок сd).
Аналогично выглядит кривая охлаждения вещества В (рис. 5, а; кривая В).
а б
Рис. 5. Кривые охлаждения (а) и диаграмма плавкости двухкомпонентной системы с эвтектикой (б)
Характер кривой охлаждения бинарной системы зависит от ее природы. Кривая охлаждения смеси двух компонентов, неограниченно растворимых в жидком состоянии и нерастворимых в твердом, имеет иной вид, чем для чистого вещества (рис.1 а, кривые 2−4).
Понижение температуры на участке а′в′, как и в случае чистого вещества, происходит равномерно и вызвано охлаждением жидкой фазы.
В точке в′ − точке температурного перегиба – из расплава начинает кристаллизоваться один из компонентов, причем при более низкой температуре по сравнению с температурой кристаллизации чистого компонента. При этом состав раствора будет непрерывно изменяться, а температура кристаллизации непрерывно понижаться без температурной остановки (линия в′с′). Поскольку при кристаллизации всегда выделяется теплота, с этого момента охлаждение становится более медленным. Когда наступает насыщение расплава по обоим компонентам, они кристаллизуются одновременно (точка с′), и далее процесс кристаллизации протекает при постоянной температуре ТЕ (участок с′d′). Состав твердой и жидкой фазы при этом остается постоянным, наблюдается температурная остановка. После отвердения всей массы охлаждение возобновляется (участок d′e′).
Кривая Е (рис. 5, а) отвечает охлаждению эвтектической смеси компонентов А и В. Температура кристаллизации эвтектической смеси ТЕ ниже температуры начала кристаллизации смеси любого другого состава, поэтому данная смесь называется эвтектической – легкоплавкой.
Перенося с кривых охлаждения характерные точки, отвечающие температурным остановкам или температурным перегибам, строят диаграмму температура – состав (рис. 5, б).