Przemysław Woiński

166867

Ochrona Środowiska

BiNoŻ

Data: 4.01.2012r

Godziny zajęć: 12:15 - 16:15

Laboratoria Chemii Fizycznej

ĆWICZENIE NR 26

TEMAT: Kinetyka jodowania acetonu

1. Celem ćwiczenia obliczenie stałej szybkości procesu jodowania acetonu w obecności katalizatora - jonów H⁺.

2. Wstęp:

Enolami nazywamy związki organiczne w których grupa hydroksylowa (OH) wiąże się z tym węglem, który uczestniczy w podwójnym wiązaniu C=C.

Jodowanie acetonu jest reakcją autokatalizowaną przez jony wodorowe, będące jednym z jej produktów:

Jest to reakcja dwustopniowa:

Etap I

Etap II

Reakcja autokatalityczna w swym okresie początkowym tzw. indukcyjnym przebiega bardzo powoli, i dopiero w miarę tworzenia się produktu, jej szybkość zaczyna wzrastać. Szybkość reakcji katalitycznej w okresie początkowym można zwiększyć, wprowadzając do układu pewną ilość produktu katalizującego reakcję.

Stała szybkości wyraża liczbowo szybkość reakcji, gdy stężenie każdego z substratów wynosi 1 mol/l. Przyjmuje się, że stała k jest niezależna od stężenia reagentów i czasu reakcji, natomiast zmienia się z temperaturą i zależy od rodzaju i stężenia katalizatorów.

W zależności od zewnętrznego rzędu reakcji chemicznej stała szybkości przyjmuje różne jednostki wg ogólnego wzoru:

3. Wyniki pomiarów i obliczenia:

I. 2 cm³ acetonu 20 cm³ HCl

t [min.]	Vt[ml]	x	a-x	b+x		współczynnik k
0	14,8	0	0,1082	0,0800	-0,3019	0
7	13,2	0,0064	0,1018	0,0864	-0,1640	0,1047
12	12,9	0,0076	0,1006	0,0876	-0,1383	0,0724
18	12,0	0,0112	0,0970	0,0912	-0,0616	0,0709
25	8,4	0,0256	0,0826	0,1056	0,2457	0,1164
30	6,8	0,0320	0,0762	0,1120	0,3852	0,1217
36	5,1	0,0388	0,0694	0,1188	0,5377	0,1239
41	3,8	0,0440	0,0642	0,1240	0,6584	0,1245
47	1,7	0,0524	0,0558	0,1324	0,8642	0,1318

II. 2 cm³ acetonu 30 cm³ HCl

t [min.]	Vt[ml]	x	a-x	b+x		współczynnik k
0	15,8	0	0,1082	0,1200	0,1036	0
5	15,1	0,0028	0,1054	0,1228	0,1529	0,0432
10	14,8	0,0040	0,1042	0,1240	0,1740	0,0309
15	14,3	0,0060	0,1022	0,1260	0,2094	0,0309
20	13,1	0,0108	0,0974	0,1308	0,2949	0,0419
26	12,5	0,0132	0,0950	0,1332	0,3380	0,0395
31	12,0	0,0152	0,0930	0,1352	0,3742	0,0383

Do obliczeń, których wyniki przedstawiłem powyżej w tabeli użyłem wzorów:

b_II = 0,12 [mol/dm³]

Współczynnik kierunkowy prostej dla roztworu I i II wynosi odpowiednio a^'₁ = 0,02551 i a^'₂ = 0,008991.

Wyznaczam stałą szybkości reakcji (w temperaturze 25 ^oC) która wynika z zależności:

Roztwór I:

Roztwór II:

4. Wnioski:

Stała szybkości reakcji jest większa dla roztworu I (1,1355 dm³/mol*s), niż roztworu II (0,03940 dm³/mol*s). Zwiększenie stężenia jonów H⁺ w roztworze prowadzi do spowolnienia szybkości reakcji.

Niedokładność pomiaru mogła być spowodowana przez niewprawność w miareczkowaniu (niedokładne odmierzanie miareczkowanej objętości Na₂S₂O_3,, oraz upływającego czasu).

Ponadto tak duża rozbieżność wyników między próbkami mogła być spowodowana tym, iż w początkowej fazie doświadczenia, niewyćwiczony w szybkim i dokładnym przestrzeganiu kolejnych punktów instrukcji, mogłem doprowadzić do zachwiania kinetyki reakcji - zbyt długo trzymając badaną próbkę poza termostatem.

---