Numer ćwiczenia: 11	Temat ćwiczenia: Katalityczny rozkład wody utlenionej.	Data wykonania ćwiczenia: 6.11.2007
				Data oddania sprawozdania: 13.11.2007
Grupa:	Imię i nazwisko:	Nazwisko sprawdzającego: Dr B. Gzyl - Malcher
Uwagi:		Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem przeprowadzonego ćwiczenia buło określenie zależności między szybkością reakcji rozkładu wody utlenionej a ilością dodanego katalizatora oraz zbadanie wpływu stężenia katalizatora na szybkość reakcji. Badana reakcja to przykład katalizy mikroheterogenicznej, w której rozkład wody utlenionej jest katalizowany przez koloidalny tlenek manganu(IV)

2. Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie wykonywano następująco:

1. Przygotowano 50 cm³ 3% roztworu H₂O₂ przez 10-krotne rozcieńczenie 5 cm ³ 30% roztworu H₂O₂

2. Do 4 erlenmayerek wlano po 150 cm³ wody destylowanej, 50 cm³ buforu boranowego i 5 cm³ 3% r-ru wody utlenionej

3. Do 3 erlenmayerek dodano kolejno 2, 5 i 8 cm³ 0,02 M roztworu KMnO₄ i wymieszano, a do 4 dodano 5 cm ³ wody destylowanej. W chwili dodania roztworu KMnO₄ zaczęto mierzyć czas.

4. Po ok. 3-5 minutach pobrano 5 cm³ roztworu, zakwaszano roztworem H₂SO₄
   i miareczkowano 0,02 M r-rem KMnO₄

5. Kolejne porcje roztworów do miareczkowania pobierano w podanych w skrypcie odstępach czasu.

3. Wyniki ćwiczenia:

Wyniki doświadczenia, z rozróżnieniem na objętość KMnO₄, zawarte są w poniższych tabelach:

Objętość katalizatora KMnO4= 0 cm^3
t[s]		ln
180	14,10	2,65
1980	12,20	2,50
3180	12,00	2,48
7380	11,90	2,48

Objętość katalizatora KMnO4= 2 cm^3
t[s]		ln
600	11,1	2,41
1200	10,3	2,33
1800	9,8	2,28
2400	9,3	2,23
3000	8,9	2,19
3600	8,5	2,14

Objętość katalizatora KMnO4= 5 cm^3
t[s]		ln
300	10,80	2,38
660	9,40	2,24
1080	8,30	2,12
1380	7,60	2,03
1620	7,20	1,97
1920	6,60	1,89
2220	6,00	1,79
2520	5,60	1,72

Objętość katalizatora KMnO4= 8 cm^3
t[s]		ln
300	8,40	2,13
600	6,60	1,89
900	5,10	1,63
1200	3,90	1,36
1500	2,70	0,99
1800	2,00	0,69

4. Opracowanie wyników:

1. 
   
   Dla każdej objętości KMnO₄ wykreślono wykres zależności ln
   =f(t) i z nachylenia wykresów obliczono wartość stałej szybkości reakcji katalitycznego rozkładu H₂O₂. Dla każdego wykresu otrzymano równanie prostej, której współczynnik kierunkowy wynosi (-k).
   
   

2. Wyniki obliczeń stałej k zebrano w tabeli:

Objętość katalizatora KMnO4 [cm^3]	Stała szybkości reakcji k [s^-1]
0
2
5
8

3. Wykreślono wykres zależności k=f(
   ), gdzie
   - objętość dodanego katalizatora.

1. Podsumowanie:

Na podstawie analizy uzyskanych wyników oraz obliczeń stwierdzono, że stała szybkości reakcji zależy od ilości dodanego katalizatora, tj. że dla większej ilości katalizatora reakcja przebiega szybciej.

Analiza wykresu zależności stałej szybkości reakcji (k) od ilości katalizatora(
) pozwoliła stwierdzić, iż stała szybkości reakcji przebiegającej
w obecności katalizatora jest liniową funkcją stężenia katalizatora (stężenie katalizatora jest proporcjonalne do objętości), o czym mówi prawo Ostwalda. Współczynnik korelacji wynosi 0,98, jest więc bliski 1, co potwierdza słuszność powyższego stwierdzenia.

Przy kreśleniu wykresu
nie uwzględniono zależności stałej k(V kat) dla
8 cm³ katalizatora KMnO₄, ponieważ w sposób znaczący wpływała ona na odstępstwa od prostoliniowego charakteru wykresu (współczynnik korelacji wynosił zaledwie 0,88). Spowodowane mogło to być nieprawidłowym pomiarem czasu pomiędzy kolejnymi miareczkowaniami lub błędnym odczytem ilości użytego podczas miareczkowania titranta bądź też przemiareczkowaniem roztworu. Przyczyną mogło być też odpipetowanie błędnej ilości KMnO₄ i dodanie jej do roztworu zawierającego wodę utlenioną.

Poza tym pozostałe wyniki również są obarczone pewnymi błędami wynikającymi m.in. z rodzaju sprzętu używanego podczas doświadczenia (stoper) oraz niezbyt precyzyjnego odczytu ilości zużytego titranta (błąd paralaksy, błąd kropli, błąd spływu) czy w końcu niedokładnego odpipetowania określonych ilości roztworów.

- 1 -

---