Æw 23 doc


Ćwiczenie nr 23

TEMAT: WPŁYW SIŁY JONOWEJ ROZTWORU NA SZYBKOŚĆ REAKCJI

Imię i nazwisko:

Wydział : WTiICH

Inżynieria Chem.

Ocena :

Podpis :

Efektem solnym nazywamy zmiany szybkości reakcji jonowych pod wpływem elektrolitu obojętnego (nie biorącego udziału w reakcji) .Wraz ze stężeniem elektrolitów zmieniają się współczynniki aktywności reagujących jonów (pierwotny efekt solny) ,co może pociągać za sobą zmiany stężenia tych jonów /wtórny efekt solny /.

Według Brönsted'a i Bjerruma dwucząsteczkowa reakcja jonowa przebiega poprzez etap powstawania kompleksu aktywnego. Bjerrum przyjął, że kompleks /X/ i reagujące jony /R,Y/ znajdują się w równowadze. O szybkości całego procesu decyduje szybkość rozpadu kompleksu /X/ z utworzeniem produktów reakcji /Z/:

0x01 graphic
(1)

0x01 graphic
(2)

Stężenie produktu pośredniego cx można wyrazić poprzez stężenia reagentów jonowych cR i cY oraz współczynniki aktywności fR ; fY i fX. W tym celu stosujemy prawo działania mas w odniesieniu do pierwszego etapu reakcji:

0x01 graphic
(3)

0x01 graphic
(4)

Otrzymuje się równanie kinetyczne w postaci:

0x01 graphic
(5)

W przypadku gdy stężenia elektrolitów są małe, współczynniki aktywności można obliczyć korzystająć z prawa Debye'a:

0x01 graphic
(6)

gdzie: J- siła jonowa roztworu

zm - ładunek jonu

A - stała zależna od stałej dielektrycznej

rozpuszczalnika i temperatury /dla wody w temp.250C :

A=0,509/dm3/1/2 mol-1/2

0x01 graphic
(7)

Przyjmując, że ładunek kompleksu pośredniego X wynosi:

zX = zR + zY (8)

otrzymujemy:

0x01 graphic
(9)

Wynika stąd, że człon równania /5/ zawierający współczynniki aktywności jest zależny od siły jonowej J roztworu . Szybkość reakcji zwiększa się ze wzrostem J jeżeli jony R i Y mają ładunki jednoimienne ; maleje, gdy ładunki R i Y są różnoimienne i nie ulega zmianie w przypadku zR=0 lub zY=0.

Stosując jeden z reagentów jonowych /np. Y/ w dużym nadmiarze można przyjąć, że jego stężenie nie zmienia się w czasie biegu reakcji /cY=const./. Wartość w przybliżeniu stałą ma wówczas również siła jonowa roztworu, zależna głównie od stężenia elektrolitu obojętnego i cY /cR<<cY/.

W tym przypadku obowiązuje równanie kinetyczne:

0x01 graphic
(10)

gdzie:

0x01 graphic
(11)

Po zlogarytmowaniu równania /11/ i wykorzystaniu zależności /9/otrzymuje się:

0x01 graphic
(12)

Nachylenie prostej w układzie współrzędnych 0x01 graphic
jest więc zależne od ładunków reagujących jonów oraz stałej A z równania Debye'a. Przebieg prostej można wyznaczyć doświadczalnie w oparciu o scałkowane równanie /10/ na podstawie pomiarów zmian cR w czasie biegu reakcji w roztworach o różnej sile jonowej. Zgodność oznaczonej wartości stałej A wartością oczekiwaną na podstawie piśmiennictwa może być potwierdzeniem przedstawionej teorii.

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

0x01 graphic

Vc=100 cm3 c1=10-4mol/dm3

V1= 5 cm3 c2=0,1

V2= 10 cm3 c3=0,01;0,05;0,1;0,2

V3= 1,5,10,20 cm3

Aobl=0,667 wartość literaturowa A=0,509

0x01 graphic

[mol/dm3]

t [s]

E

ln E

J

0x01 graphic

k

lg k

0

0

0,3

-1,204

0,0025

0,05

0,0010

-6,91

120

0,25

-1,386

240

0,22

-1,514

360

0,19

-1,661

480

0,17

-1,772

600

0,15

-1,879

720

0,135

-2,002

840

0,125

-2,079

960

0,115

-2,163

1080

0,105

-2,254

1200

0,095

-2,354

0,01

0

0,225

-1,492

0,0125

0,11

0,0009

-7,01

120

0,185

-1,687

240

0,16

-1,833

360

0,13

-2,040

480

0,12

-2,120

600

0,11

-2,207

720

0,10

-2,303

840

0,095

-2,354

960

0,09

-2,408

1080

0,08

-2,526

1200

0,07

-2,659

0,05

0

0,23

-1,470

0,0325

0,18

0,0008

-7,13

120

0,2

-1,609

240

0,18

-1,715

360

0,165

-1,802

480

0,14

-1,966

600

0,125

-2,079

720

0,115

-2,163

840

0,105

-2,254

960

0,095

-2,354

1080

0,091

-2,397

1200

0,085

-2,465

0,1

0

0,26

-1,347

0,0575

0,24

0,0007

--7,26

120

0,23

-1,470

240

0,20

-1,609

360

0,18

-1,715

480

0,165

-1,802

600

0,15

-1,879

720

0,135

-2,002

840

0,125

-2,079

960

0,115

-2,163

1080

0,11

-2,207

1200

0,10

-2,303

0,2

0

0,27

-1,309

0,1075

0,33

0,0006

-7,42

120

0,25

-1,386

240

0,23

-1,470

360

0,215

-1,537

480

0,20

-1,609

600

0,185

-1,687

720

0,175

-1,743

840

0,165

-1,802

960

0,145

-1,931

1080

0,135

-2,002

1200

0,12

-2,120

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

WYKRES ZALEŻNOŚCI ln k =0x01 graphic

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
a (23) doc
9 (23) DOC
Æw 21 doc
11 (23) doc
4 (23) doc
14 (23) DOC
Ăw nr 5 doc
15 (23) DOC
II 23 (2) doc
ćw 23 doc
Æw 14 doc
sprawozdanie (23) doc
WNIOSKI (23) DOC
b (23) doc
klasa 2 LO Matematyka doc id 23 Nieznany
108B.DOC, 23-5-94_
GA doc, 23.04
doc 23
23 Tenis stołowy nauka gry parami ok doc

więcej podobnych podstron