Inżynieria Chemiczna i Procesowa semestr IV	Adam Politowski	10.03.2009r.
nr grupy: III nr zespołu: 3	nr ćwiczenia: 3	Prowadzący: dr inż. Zbigniew Górski

Wpływ siły jonowej roztworu na stałą szybkości reakcji

OPRACOWANIE WYNIKÓW

I. Pomiary

Maksymalna wartość absorpcji wyznaczona z wykresu zmiany absorbancji od długości fali dla badanego roztworu wynosi: A= 1,151 dla λ=574 [nm]

2. Pomiar zmiany absorbancji w czasie dla poszczególnych roztworów zawierających:

2*10^-4 [mol/dm^3] fioletu krystalicznego

10^-2 [mol/dm^3] NaOH

oraz sól KNO3

Roztwór I (stęż soli. 0,00)		Roztwór II (stęż. soli 0,01)		Roztwór III (stęż. soli 0,05)
Czas [s]	Absorbancja	Czas [s]	Absorbancja	Czas [s]	Absorbancja
0	1,153	300	0,937	300	1,914
300	1,151	600	0,557	600	0,570
600	1,149	900	0,367	900	0,353
900	1,151	1200	0,227	1200	0,255
1200	1,150	1500	0,207	1500	0,183
1500	1,151	1800	0,116	1800	0,175

II. Obliczenia

1. Wyznaczam stałą szybkość reakcji dla poszczególnych roztworów korzystając z następującego wzoru:

ln A/A₀ = -kt

Jak widać z pomiarów dla roztworu nr 1- absorbancja właściwie nie zmienia się a więc z powyższego wzoru widać iż reakcja praktycznie nie przebiega (k≈0 bo A≈A0). W dalszych obliczeniach pominę więc pomiary dla tego roztworu.

Roztwór II (stęż. 0,01)			Roztwór III (stęż. 0,05)
Czas [s]	Absorbancja	Stała szybkość reakcji	Czas [s]	Absorbancja	Stała szybkość reakcji
0	0,937	0,00	0	0,914	0,00
300	0,557	0,00173	300	0,570	0,00157
600	0,367	0,00156	600	0,353	0,00159
900	0,227	0,00158	900	0,255	0,00142
1200	0,207	0,00126	1200	0,183	0,00134
1500	0,116	0,00139	1500	0,175	0,00110

Przykładowe obliczenia:

A=0,557; A0=0,937; t=300 s

ln 0,557/0,937=-300k

ln 0,5945=-300k

-0,52/-300=k

k≈0,00173

2. Obliczam wartości siły jonowej poszczególnych roztworów z wzoru

I=0,5*Σ ci*zi^2

ci- stężenia poszczególnych jonów w roztworze

zi- ładunki poszczególnych jonów w roztworze

Ponieważ wszystkie jony obecne w roztworze mają ładunek równy „1” lub „-1” wzór upraszcza się

I=0,5([K^+]+[NO3^-]+[OH^-]+[Fi^+]+[A^-]+[Na^-]

F^i+ kation fioletu krystalicznego

A^- anion towarzyszący fioletowi krystalicznemu o takim samym stężeniu

Stężenia poszczególnych roztworów [mol/dm^3]
Roztwór	[K+]	[NO3-]	[Na+]	[OH-]	[Fi+]	[A-]
1	0	0	0,01	0,01	0,0002	0,0002
2	0,01	0,01	0,01	0,01	0,0002	0,0002
3	0,05	0,05	0,01	0,01	0,0002	0,0002

Stężenie jonów potasu (jony z sumy jonów KOH oraz KNO3)

Roztwór	Siła Jonowa	sqrt(J)
1	0,0102	0,101
2	0,0202	0,142
3	0,0602	0,245

3. Wykreślam zależność log k = f (√I) - wykres dołączony do sprawozdania

Roztwór	Średnie k	log(kśr)	sqrt(J)
2	0,00150	-2,823	0,142
3	0,00140	-2,853	0,245

Współczynnik nachylenia Y=-0,291 (Obliczony przy pomocy programu StartS)

Punkt przecięcia z osią wartości X=-2,781 (Obliczony przy pomocy programu StartS)

Program pobrany ze struny wydziałowej Wydziały Fizyki Technicznej Politechniki Poznańskiej.

http://www.phys.put.poznan.pl/fac_phys/student.html

3. Wyznaczam na podstawie wykresu wartość liczbową stałej Debye'a - Hückel'a

Y=2A'*za*zb

Y=2A'

A'=-0,1455

III. Wnioski

Doświadczenie pokazało że wraz ze wzrostem mocy jonowej roztworu wzrasta szybkość reakcji. Można to było zaobserwować widząc iż roztwór nr 3 zaczął odbarwiać się szybciej niż roztwór nr 2 czyli reakcja zachodziła szybciej. Jednak ze względu na błąd pierwszego pomiaru w roztworze nr 3 otrzymany wykres wskazuje zupełnie odwrotną zależność. Prawidłową zależność otrzymalibyśmy gdyby zamienić wartość pomiaru roztworu 3 w czasie t=0 na niewiele wyższą niż tego samego pomiaru dla roztworu nr 2.

2

---