Главная страница
Навигация по странице:

  • МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

  • «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физической химииОтчет

  • Оборудование и реактивы

  • Описание методики

  • Основные расчетные формулы

  • Формулы для расчета погрешностей

  • Расчетная часть

  • Пример вычислений для опыта №1

  • Итоговый результат

    		•

    Отчет По дисциплине Химия, часть ii (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы Определение константы скорости реакции окисления иодида калия персульфатом аммония (натрия)


    Скачать 147.18 Kb.
    НазваниеОтчет По дисциплине Химия, часть ii (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы Определение константы скорости реакции окисления иодида калия персульфатом аммония (натрия)
    Дата16.11.2022
    Размер147.18 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаOTChET_IODID (1)-1.docx
    ТипОтчет
    #791025

    ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
    «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

    Кафедра физической химии

    Отчет

    По дисциплине Химия, часть II

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

    Тема работы: Определение константы скорости реакции окисления

    иодида калия персульфатом аммония (натрия)

    Выполнил: студент гр. ТНГ-21 Максаров Д.В.

    (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

    Оценка:

    Дата:

    Проверил: доцент

    (должность) (подпись) (Ф.И.О)

    Санкт-Петербург

    2022

    1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ


    Определить константу скорости реакции окисления иодида персульфатом аммония (натрия) при заданных начальных концентрациях реагентов.

    2. ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА


    Оборудование и реактивы: бюретка объемом 25 мл – 4 шт.; мерная пипетка объемом 5 мл (для крахмала) – 1 шт.; секундомер; колба круглая объемом 100 мл – 5 шт.; химический стакан объемом 50 мл – 5 шт; химический стакан объемом 25 мл (для персульфата) – 1 шт.; иодид калия – 0,2 М раствор; тиосульфат натрия – 0,02 М раствор; крахмал – 1 % раствор; персульфат натрия – 0,2 М раствор.

    Описание методики:

    Результатом реакции окисления иодида калия персульфатом натрия является выделение йода. Об этом свидетельствует синий окрас, появляющийся в результате взаимодействия йода и крахмала, чувствительного на молекулярный йод. Процесс приостанавливает тиосульфат натрия, задерживающий выделение йода. Значит появление синего окраса после добавления персульфата в реакционную смесь будет означать, что тиосульфат в смеси закончился. Измеряя время, за которое этот процесс произошел, можно найти константу скорости реакции.

    Выполнение:

    Наполняем четыре бюретки KI, Na2S2O3, Na2S2O8 и дистиллированной водой. В пять круглых колб шприцом отбираем из химического стакана по 5 мл крахмала. С помощью маркированных бюреток в первую колбу в соответствии с указанными в варианте данными отбираем необходимое количество каждого компонента: KI, Na2S2O3, дистиллированная вода. В химический стакан для персульфата натрия с помощью мерной бюретки отбираем необходимое в соответствии с вариантом количество вещества. Одновременно с добавлением персульфата натрия из химического стакана в первую колбу со смесью засекаем время, помешивая ее пару секунд. При появлении синего окраса, фиксируем время и заполняем таблицы.

    Повторяем те же действия с количествами тиосульфата натрия и дистиллированной воды в соответствии с данными вариант для остальных четырех колб, продолжая заполнять таблицу со временем появления окраса.

    3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ


    Концентрация раствора иодида калия, Сисх(KI)- 0,2 моль/л

    Концентрация раствора тиосульфата натрия, Cисх(Na2S2O3)- 0,02 моль/л

    Концентрация раствора персульфата натрия, Cисх(Na2S2O8)- 0,2 моль/л.
    Таблица 1 – Исходные данные (установленное время)

    №
    Объем растворов, мл
    Время, с

    KI
    Na2S2O3
    H2O
    Крахмал
    Na2S2O8
    Vобщ



    Вариант 4

    1
    16
    2
    16
    5
    16
    55
    126,32

    2
    16
    4
    14
    5
    16
    55
    307,98

    3
    16
    6
    12
    5
    16
    55
    480,43

    4
    16
    8
    10
    5
    16
    55
    553,36

    5
    16
    10
    8
    5
    16
    55
    800,12



    4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ


    Основные расчетные формулы:

    Концентрация иодида калия, израсходованная на реакцию с тиосульфатом натрия, моль/л:



    Где, Cисх(Na2S2O3) – концентрация тиосульфата натрия, указанная на емкости с реактивом, моль/л;

    V(Na2S2O3) – объем тиосульфата натрия, взятый на приготовление реакционной смеси, мл;

    Vобщ – общий объем реакционной смеси, мл.

    Концентрация иодида калия в данный момент времени, моль/л:



    Где, C0(KI) – концентрация иодида калия в реакционной смеси в начальный момент времени (t=0 c.), моль/л.

    Концентрация иодида калия в начальный момент времени, моль/л:



    Где, Cисх(KI) – концентрация иодида калия, указанная на емкости с реактивом, моль/л;

    V(KI) – объем иодида калия, взятый на приготовление реакционной смеси, мл;

    Vобщ – общий объем реакционной смеси, мл.

    Константа скорости реакции, моль-1·л·с-1:



    Где, t - скорость протекания реакции, с.

    Среднее значение константы скорости реакции, моль-1·л·с-1:



    Где, n – количество опытов, n = 5.

    Формулы для расчета погрешностей:

    Вероятная ошибка определения средней константы скорости процесса (при τ = 95%):



    Относительная погрешность:



    Расчетная часть:

    Таблица 2 – Расчетные данные

    №
    Cреакции(KI), моль/л
    Ct(KI), моль/л
    ki,

    моль-1·л·с-1
    ki -

    (ki - )2

    1
    0,00073
    0,0575
    0,00085
    -0,00803
    0,0000645

    2
    0,0145
    0,0436
    0,0086
    -0,00029
    0,0000000839

    3
    0,0218
    0,0364
    0,0094
    0,00049
    0,000000244

    4
    0,0291
    0,0291
    0,0126
    0,0037
    0,0000137

    5
    0,0364
    0,0218
    0,013
    0,0041
    0,000017

     
     
     
     





     
     



     
    0,0089



    Пример вычислений для опыта №1:

    №
    Объем растворов, мл
    Время, с

    KI
    Na2S2O3
    H2O
    Крахмал
    Na2S2O8
    Vобщ



    1
    16
    2
    16
    5
    16
    55
    126,32

    Концентрация иодида калия в начальный момент времени, моль/л:



    Концентрация иодида калия, израсходованная на реакцию с тиосульфатом натрия, моль/л:



    Концентрация иодида калия в данный момент времени, моль/л:



    Константа скорости реакции, моль-1·л·с-1:





    Среднее значение константы скорости реакции, моль-1·л·с-1



    Вероятная ошибка определения средней константы скорости процесса (при τ = 95%):



    Относительная погрешность:



    Итоговый результат:

    Константа скорости реакции k = ( ± 2,1) ·10-3 моль-1·л·с-1:

    5. ВЫВОД


    Результатом данной работы является найденная нами константа скорости реакции окисления иодида калия персульфатом натрия. Экспериментальным методом было установлено время протекания реакции с разным содержанием персульфата натрия и дистиллированной воды. Было также доказано, что большее содержание тиосульфата натрия, останавливающего реакцию йода и крахмала, продлевает процесс протекания реакции.

    При изменении количества компонентов константа почти не изменялось, значит, она независима от концентрации реагирующих веществ и зависит от температуры.

    Относительная погрешность 23,59% говорит о достаточно высокой, но не эталонной точности работы. Погрешность обусловлена человеческим фактором и могла возникнуть из-за неточности определения момента появления синего окраса и небольшой разницы теоретического и фактического объёма компонентов.

    написать администратору сайта