ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТИ РАЗЛОЖЕНИЯ МУРЕКСИДА В КИСЛОЙ СРЕДЕ. Изучение скорости разложения мурексида в кислой среде цели работы
 Скачать 193.61 Kb.
|
|
1 ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТИ РАЗЛОЖЕНИЯ МУРЕКСИДА В КИСЛОЙ СРЕДЕ Цели работы: определение константы скорости разложения мурексида в кислой среде при двух температурах. Расчет энергии активации. Приборы и реактивы: фотоэлектроколориметр, термостат, термометр от 0°С до 50°С с ценой деления 0,1°, секундомер, две мерных пипетки вместимостью 5 см 3 , химический стакан вместимостью 25 см 3 , раствор мурексида (4·10 –3 моль/дм 3 ), раствор HСl (0,1 моль/дм 3 ). КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В кислой среде мурексид (аммонийная соль пурпуровой кислоты) разлагается на урамил и аллоксан по уравнению: Если концентрация ионов водорода 𝑐𝑐 Н + в кинетическом опыте значительно больше концентрации мурексида, то скорость этой реакции описывается кинетическим уравнением первого порядка: 𝒌𝒌 = 𝟏𝟏 𝝉𝝉 𝐥𝐥𝐥𝐥 𝒄𝒄 𝟎𝟎 𝒄𝒄 , (1) 2 где 𝒄𝒄 𝟎𝟎 , 𝒄𝒄 – концентрация мурексида в начале реакции и через время 𝝉𝝉 от начала реакции. Реакция разложения мурексида в кислой среде сопровождается постепенным ослаблением фиолетовой окраски раствора. Поэтому для изучения кинетики реакции используется спектрофотометрический метод. Интенсивность окраски, то есть оптическая плотность реакционной смеси в данный момент времени прямо пропорциональна концентрации мурексида. Следовательно, константа скорости исследуемого процесса может быть рассчитана по уравнению: 𝒌𝒌 = 𝟏𝟏 𝝉𝝉 𝐥𝐥𝐥𝐥 𝑨𝑨 𝟎𝟎 𝑨𝑨 , (2) где 𝑨𝑨 𝟎𝟎 и 𝑨𝑨 – оптические плотности реакционной смеси при 𝝉𝝉 = 0 и в момент времени 𝝉𝝉. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Измерения оптической плотности реакционной смеси проведите на фотоэлектроколориметре при комнатной температуре. Светофильтр – зеленый (λ = 520 нм). Длина кюветы l = 1 см. Методику измерения оптической плотности см. в инструкции к прибору. Растворы мурексида и кислоты заданной концентрации помещают в термостат и выдерживают при температуре опыта в течение 10 мин. Раствор мурексида разбавляют в два раза дистиллированной водой, наливают в кювету и измеряют оптическую плотность относительно дистиллированной воды – 𝑨𝑨 𝟎𝟎 . В стакан пипеткой отмеряют 10 см 3 термостатированного раствора мурексида и столько же кислоты. Реакционную смесь перемешивают и включают секундомер. Замеры оптической плотности 𝑨𝑨 𝝉𝝉 производите относительно дистиллированной воды через 0,5 мин в течение 2,5– 3 мин. Аналогичный эксперимент проводят при температурах 30, 35, 40, 45 и 50 °С. 3 ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 1. Результаты опыта внесите в таблицу 1. Таблица 1 Время 𝝉𝝉, мин Оптическая плотность 𝑨𝑨 𝝉𝝉 при заданной температуре (°С) 23±2 30 35 40 45 50 0,5 1 1,5 2 2,5 3 𝒌𝒌, мин –1 Е А , кДж/моль 2. Постройте графики зависимости lnA = f(t), 1/A = f(t) и 1/A 2 = f(t), используя значения оптической плотности раствора при комнатной температуре. Определите порядок реакции. 3. Постройте для каждой температуры графики в линейных координатах, соответствующих порядку реакции. Определите значение константы скорости для каждой температуры. 4. Постройте зависимость lnk = f(1/T), определите энергию активации процесса разложения мурексида в кислой среде. 5. Результаты определений внесите в табл. 1 Форма отчета. Отчет должен содержать название работы, ее цель, краткие теоретические положения, порядок выполнения работы, таблицу с экспериментальными данными и результатами расчета, построенные в графических редакторах зависимости, вывод по проделанной работе. |