Nr ćw:	Data: 3.04.2007r	Prowadzący: dr inż. M. Regel-Rosocka	Kierunek: TCh
Wykonujący: Marta Krupa, Anna Kulesza, Roksana Kordala

Badanie kinetyki reakcji

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie kinetyki reakcji metoda całkową na przykładzie hydrolizy octanu etylu.

Opracowanie wyników:

1) Na podstawie otrzymanych wyników sporządzamy wykresy zakładając, że reakcja jest pierwszo lub drugorzędowa dla obu temperatur korzystając z równań wiążących przewodnictwo mieszaniny reakcyjnej z czasem prowadzenia reakcji.

Wykresy zakładające, ż reakcja jest drugorzędowa:

Wykresy zakładające, że reakcja jest pierwszorzędowa:

Wykres prostoliniowy otrzymujemy dla zależności prawidłowych dla reakcji drugorzędowych. W wykresach tych współczynnik kierunkowy prostej przechodzącej przez układ współrzędnych jest równy k·C_NaOH, gdyby była to reakcja pierwszego rzędu, współczynnik kierunkowy byłby równy stałej szybkości reakcji.

Odpowiednio dla temperatur 35 i 50^oC iloczyn k·C_NaOH wynosi: 0,0014 i 0,039. Biorąc pod uwagę fakt, że ilość NaOH jest taka sama w obu reakcjach można zauważyć, że stała szybkości reakcji w temperaturze 50^oC jest wyższa, wzrost temperatury powoduje wzrost szybkości reakcji.

Stężenie NaOH wynosi w obu reakcjach 0,01M, stałe szybkości reakcji wynoszą odpowiednio:

• Dla temperatury 35^oC - 0,14 [dm³/(mol·s)]

• Dla temperatury 50^oC - 3,9[dm³/(mol·s)]

2) Obliczenie stałych szybkości metoda algebraiczną dla wybranych przedziałów czasowych.

Dla reakcji drugorzędowej mamy następującą zależność pomiędzy przewodnictwem roztworu a szybkością zachodzenia reakcji:

ln[0,5 · (^{λo - λn} / _{λt - λn} + 1)] = k · C_NaOH · t

t [s]	35^oC	ln...	k	Eakt	50^oC	ln...	k	Eakt
0	925,8				923,7
60	752,8	0,2882	0,4803	1878,02	786,4	0,2428	0,4046	2429,90
120	731,8	0,3295	0,2746	3309,33	746,2	0,3266	0,2722	3494,40
180	718,8	0,3561	0,1978	4149,52	715,7	0,3953	0,2196	4070,74
240	703,7	0,3878	0,1616	4667,83	696,8	0,4404	0,1835	4553,43
300	694	0,4087	0,1362	5104,78	686,8	0,4651	0,1550	5006,19
360	683,3	0,4322	0,1201	5428,01	672,7	0,5009	0,1391	5296,24
420	674,6	0,4518	0,1076	5709,25	663,8	0,5243	0,1248	5587,97
480	666,6	0,4702	0,0980	5949,20	646,5	0,5712	0,1190	5716,17
540	658,2	0,4898	0,0907	6145,99	641,3	0,5858	0,1085	5964,89
600	653,7	0,5005	0,0834	6360,53	636,5	0,5994	0,0999	6186,06
660	648,2	0,5137	0,0778	6537,85	625,9	0,6302	0,0955	6307,57
720	643,8	0,5244	0,0728	6707,87	620,5	0,6462	0,0898	6473,71
780	639,7	0,5345	0,0685	6864,11	618	0,6537	0,0838	6657,59
840	635,4	0,5452	0,0649	7003,23	616	0,6598	0,0785	6831,85
900	628,8	0,5618	0,0624	7103,04	611,9	0,6723	0,0747	6966,61
960	626	0,5689	0,0593	7236,00	609,9	0,6785	0,0707	7115,39
1020	623,3	0,5758	0,0565	7360,26	607,6	0,6856	0,0672	7250,08
1080	620,3	0,5836	0,0540	7472,38	607,2	0,6869	0,0636	7398,69
1140	618,2	0,5891	0,0517	7586,98	607,1	0,6872	0,0603	7542,66
1200	615,7	0,5956	0,0496	7690,04	606,6	0,6888	0,0574	7674,31
1260	613,2	0,6022	0,0478	7786,82	606,4	0,6894	0,0547	7802,90
1320	611,3	0,6072	0,0460	7884,63	606,2	0,6900	0,0523	7925,39
1380	609,7	0,6115	0,0443	7980,56	605,6	0,6919	0,0501	8037,45
1440	607,9	0,6163	0,0428	8069,47	605,5	0,6922	0,0481	8150,53
1500	606,3	0,6206	0,0414	8156,21	605,4	0,6925	0,0462	8258,93
1560	604,7	0,6249	0,0401	8238,89	605,3	0,6928	0,0444	8363,04
1620	603,2	0,6290	0,0388	8318,94	605,2	0,6931	0,0428	8463,17
1680	601,8	0,6328	0,0377	8396,61		średnia:	0,107641	6500,96
1740	600,5	0,6363	0,0366	8472,15
1800	599,1	0,6402	0,0356	8543,57
1860	598,1	0,6429	0,0346	8616,57
1920	596,8	0,6465	0,0337	8683,63
1980	595,7	0,6495	0,0328	8750,40
2040	594,7	0,6523	0,0320	8815,93
2100	593,6	0,6554	0,0312	8878,17
2160	592,8	0,6576	0,0304	8941,60
2220	591,6	0,6610	0,0298	8998,72
2280	591	0,6626	0,0291	9060,50
2340	590,2	0,6649	0,0284	9118,34
2400	588,9	0,6686	0,0279	9169,10
2460	588,5	0,6697	0,0272	9228,00
2520	587,9	0,6714	0,0266	9283,22
2580	587	0,6739	0,0261	9333,76
2640	586,4	0,6756	0,0256	9386,16
2700	585,5	0,6782	0,0251	9434,01
2760	584,9	0,6799	0,0246	9483,84
2820	584,2	0,6819	0,0242	9531,38
2880	583,9	0,6828	0,0237	9582,07
2940	583,7	0,6834	0,0232	9632,72
3000	583	0,6854	0,0228	9676,94
3060	582,6	0,6865	0,0224	9723,36
3120	582,2	0,6877	0,0220	9768,79
3180	581,8	0,6888	0,0217	9813,29
3240	581,3	0,6903	0,0213	9855,80
3300	581	0,6911	0,0209	9899,57
3360	580,8	0,6917	0,0206	9943,57
3420	580,7	0,6920	0,0202	9987,82
3480	580,5	0,6926	0,0199	10030,22
3540	580,4	0,6929	0,0196	10072,93
3600	580,3	0,6931	0,0193	10114,89
		Średnia:	0,059096	8082,12

3) Wyznaczenie energii aktywacji z równania Arrheniusa dla różnych wartości stałych szybkości w różnych temperaturach.

Równanie Arrheniusa:

k = exp[ ^-E /_R·T ]

Wnioski:

Po porównaniu wartości stałych szybkości reakcji wyliczonych dwoma metodami, graficzną i algebraiczną widać, że nie są one zbyt podobne. Dla temperatury 35^oC wynoszą one odpowiednio: 0,19[dm³/(mol·s)] i 0,06[dm³/(mol·s)]; dla temperatury 50^oC 3,9[dm³/(mol·s)] i 0,11[dm³/(mol·s).

Szybkość reakcji w wyższej temperaturze jest większa, co jest zgodne z regułą van't Hoffa, która mówi, że wzrost temperatury o 10^o powoduje wzrost szybkości reakcji 2, 3-krotnie.

Energia aktywacji jest niższa dla reakcji prowadzonej w wyższej temperaturze, czyli reakcja zachodzi łatwiej z wyższej temperaturze.

---