POLITECHNIKA POZNAŃSKA WYDZIAŁ TECHNOLOGII CHEMICZNEJ INSTYTUT TECHNOLOGII I INŻYNIERII CHEMICZNEJ
INŻYNIERIA REAKTORÓW CHEMICZNYCH - LABORATORIUM
IMIĘ I NAZWISKO Barbara Budkiewicz, Krzysztof Fic, Joanna Karnecka
Rok akademicki	Rok studiów	Nr ćwiczenia	Grupa
2006/2007	IV		IV
Data oddania	Sprawdził	Zwrot	Ocena
2006-12-10	Dr inż. Ireneusz Miesiąc
Badanie kinetyki reakcji.
UWAGI

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

1. Dane zebrane w trakcie prowadzenia ćwiczenia:

ZMIANY PRZEWODNOŚCI ROZTWORU W CZASIE

Temp 306,5[K]	t [s]	Temp 313,2 [K]	t [s]
lambda[mS/cm]				lambda[mS/cm]
1,8892	10	1,8615	10
1,849	20	1,8563	20
1,7605	30	1,8421	30
1,7319	40	1,839	40
1,7028	50	1,8282	50
1,6775	60	1,8164	60
1,6575	70	1,808	70
1,6282	80	1,789	80
1,6034	90	1,77	90
1,5833	100	1,7657	100
1,5629	110	1,7387	110
1,5423	120	1,6961	120
1,5223	130	1,6681	130
1,501	140	1,6436	140
1,4842	150	1,612	150
1,464	160	1,5795	160
1,4502	170	1,5509	170
1,435	180	1,4751	180
1,4194	190	1,4549	190
1,4041	200	1,4368	200
1,389	210	1,4144	210
1,3758	220	1,394	220
1,3627	230	1,3754	230
1,3499	240	1,3623	240
1,3375	250	1,343	250
1,3251	260	1,328	260
1,3139	270	1,314	270
1,3024	280	1,2986	280
1,2912	290	1,2831	290
1,2814	300	1,2702	300
1,2711	310	1,2538	310
1,2614	320	1,2347	320
1,2518	330	1,2238	330
1,244	340	1,2113	340
1,2341	350	1,2034	350
1,2257	360	1,1939	360
1,2173	370	1,1837	370
1,2092	380	1,1748	380
1,2014	390	1,1636	390
1,1941	400	1,1573	400
1,187	410	1,1496	410
1,18	420	1,1419	420
1,1733	430	1,1345	430
1,1647	440	1,1275	440
1,1537	450	1,1206	450
1,1487	460	1,1151	460
1,1416	470	1,1106	470
1,1364	480	1,0905	480
1,131	490	1,0833	490
1,1202	500	1,0724	500
1,115	510	1,0677	510
1,1101	520	1,0619	520
1,1054	530	1,0584	530
1,1009	540	1,0532	540
1,0962	550	1,0486	550
1,0862	560	1,044	560
1,0853	570	1,0399	570
1,0791	580	1,0323	580
1,0751	590	1,0294	590
1,0716	600	1,0234	600
1,0677	610	1,0194	610
1,0641	620	1,0162	620
1,0621	630	1,0129	630
1,0603	640	1,0099	640
1,0595	650	1,0061	650
1,0536	660	1,0002	660
1,0502	670	0,9962	670
1,0472	680	0,9934	680
1,044	690	0,9905	690
1,0411	700	0,988	700
1,0381	710	0,9849	710
1,051	720	0,9822	720
1,0322	730	0,9795	730
1,0294	740	0,977	740
1,0267	750	0,974	750
1,0243	760	0,9715	760
1,0215	770	0,9698	770
1,0191	780	0,9672	780
1,0163	790	0,9651	790
1,0139	800	0,9626	800
1,0116	810	0,9606	810
1,0094	820	0,9585	820
1,0053	830	0,9563	830
1,0024	840	0,9548	840
1,0008	900	0,9522	850
0,9983	960	0,9505	860
0,9894	1020	0,9487	870
0,979	1080	0,9381	930
0,97	1140	0,9286	990
0,962	1200	0,9208	1050
0,9545	1260	0,9131	1110
0,948	1320	0,9068	1170
0,9421	1380	0,9067	1230
0,9361	1440	0,8954	1290
0,9317	1500	0,8912	1350
0,9268	1560	0,8877	1410
0,9229	1620	0,8837	1470
0,9186	1680	0,87	1530
0,914	1740	0,8614	1830
0,911	1800	0,8568	2130
0,9067	1860	0,8537	2430
0,9034	1920	0,8521	2730
0,9002	1980	0,852	3030
0,8975	2040	0,852	3330
0,8844	2340	0,852	3630
0,8734	2640
0,8637	2940
0,8564	3240
0,8502	3540
0,8493	3840
0,8492	4140

2. Obliczenia:

a) sporządzenie wykresów przyjmując, że reakcja jest drugorzędowa

od t

Oraz przyjmując reakcje pierwszego rzędu:

od t

Temperatura 306,5 [K]		Temperatura 313,2 [K]
λ0 *10^-3[S/cm]	λ∞*10^-3[S/cm]	λ0*10^-3[S/cm]	λ∞*10^-3[S/cm]
1,8892	0,8492	1,8615	0,852

Temp 306,5 [K]		Temp 313,2 [K]
reakcja I rzędu	reakcja II rzędu	reakcja I rzędu	reakcja II rzędu
			0
0,019	0,02	2,49E-03	2,49E-03
0,064	0,068	9,48E-03	9,57E-03
0,078	0,085	0,011	0,011
0,094	0,103	0,017	0,017
0,107	0,12	0,023	0,023
0,118	0,134	0,027	0,027
0,134	0,155	0,036	0,038
0,148	0,174	0,046	0,048
0,159	0,189	0,048	0,051
0,171	0,206	0,062	0,067
0,183	0,223	0,085	0,093
0,194	0,241	0,101	0,112
0,207	0,261	0,114	0,129
0,217	0,277	0,132	0,152
0,229	0,297	0,151	0,178
0,237	0,311	0,167	0,201
0,246	0,328	0,213	0,271
0,256	0,345	0,225	0,291
0,266	0,363	0,236	0,31
0,275	0,381	0,251	0,336
0,283	0,397	0,264	0,359
0,292	0,413	0,276	0,383
0,3	0,431	0,285	0,4
0,308	0,448	0,297	0,425
0,316	0,465	0,307	0,446
0,324	0,482	0,317	0,467
0,332	0,5	0,327	0,489
0,339	0,517	0,338	0,515
0,346	0,533	0,347	0,537
0,353	0,55	0,359	0,565
0,36	0,567	0,372	0,6
0,366	0,583	0,38	0,621
0,371	0,597	0,39	0,647
0,378	0,616	0,396	0,664
0,384	0,631	0,402	0,684
0,39	0,649	0,41	0,706
0,396	0,665	0,416	0,727
0,402	0,682	0,425	0,753
0,407	0,697	0,43	0,771
0,412	0,712	0,435	0,789
0,417	0,728	0,442	0,81
0,422	0,745	0,447	0,829
0,428	0,764	0,453	0,852
0,436	0,791	0,458	0,87
0,44	0,804	0,463	0,888
0,445	0,822	0,466	0,9
0,45	0,838	0,482	0,965
0,453	0,852	0,488	0,993
0,462	0,884	0,497	1,033
0,466	0,899	0,5	1,048
0,469	0,914	0,505	1,072
0,473	0,929	0,509	1,088
0,476	0,942	0,513	1,109
0,48	0,958	0,516	1,126
0,488	0,992	0,52	1,147
0,489	0,995	0,524	1,165
0,493	1,016	0,53	1,203
0,497	1,031	0,533	1,217
0,499	1,042	0,538	1,247
0,502	1,056	0,541	1,267
0,505	1,072	0,544	1,283
0,507	1,079	0,547	1,299
0,509	1,087	0,549	1,316
0,509	1,087	0,553	1,338
0,513	1,111	0,558	1,373
0,517	1,128	0,561	1,398
0,519	1,141	0,564	1,416
0,521	1,153	0,566	1,429
0,524	1,166	0,568	1,449
0,526	1,18	0,571	1,469
0,516	1,124	0,573	1,489
0,531	1,207	0,575	1,503
0,534	1,221	0,578	1,525
0,535	1,231	0,581	1,547
0,538	1,245	0,583	1,569
0,539	1,255	0,584	1,577
0,542	1,27	0,587	1,601
0,544	1,286	0,589	1,617
0,546	1,296	0,59	1,633
0,548	1,307	0,592	1,65
0,55	1,323	0,594	1,667
0,554	1,345	0,597	1,693
0,556	1,362	0,598	1,702
0,557	1,367	0,6	1,729
0,559	1,385	0,601	1,739
0,567	1,44	0,603	1,758
0,576	1,505	0,613	1,871
0,583	1,569	0,621	1,976
0,59	1,631	0,629	2,081
0,596	1,689	0,636	2,201
0,602	1,751	0,642	2,303
0,608	1,809	0,642	2,303
0,613	1,87	0,653	2,548
0,617	1,914	0,657	2,647
0,621	1,972	0,66	2,728
0,625	2,021	0,664	2,85
0,628	2,073	0,677	3,465
0,633	2,143	0,686	4,283
0,635	2,187	0,69	5,126
0,639	2,251	0,692	6,223
0,643	2,319
0,645	2,373
0,648	2,432
0,66	2,737
0,671	3,107
0,679	3,573
0,687	4,343
0,692	6,478

Wykres
i
od t:

- dla temp 306,5 [K]

Dla 313,2 [K]

Wykres prostoliniowy daje równanie na reakcję II rzędową

Stała szybkości dla:

- niższej temp. k= 0,0012* 0,01=0,00012 [m³/(mol*s)]

-wyższej temp. k= 0,0023*0,01=0,00023 [m³/(mol*s)]

b) wyznaczenie stałych szybkości metoda algebraiczna:

T=306,5[K]]	T=313,2[K]
k [L/mol*s]	k [L/mol*s]
0	0
0.088	0.012
0.22	0.032
0.207	0.028
0.202	0.034
0.196	0.039
0.188	0.039
0.19	0.047
0.19	0.054
0.187	0.051
0.185	0.061
0.184	0.078
0.183	0.086
0.184	0.092
0.183	0.101
0.184	0.111
0.182	0.118
0.18	0.15
0.18	0.153
0.18	0.155
0.18	0.16
0.179	0.163
0.178	0.166
0.178	0.166
0.178	0.17
0.178	0.172
0.177	0.173
0.177	0.175
0.177	0.178
0.177	0.179
0.176	0.182
0.176	0.187
0.176	0.188
0.175	0.19
0.175	0.19
0.174	0.19
0.175	0.191
0.174	0.191
0.174	0.193
0.173	0.193
0.173	0.192
0.173	0.193
0.172	0.193
0.173	0.194
0.175	0.193
0.174	0.193
0.174	0.191
0.174	0.201
0.173	0.203
0.176	0.207
0.175	0.206
0.175	0.206
0.175	0.205
0.174	0.205
0.174	0.205
0.176	0.205
0.174	0.204
0.175	0.207
0.174	0.206
0.173	0.208
0.173	0.208
0.172	0.207
0.171	0.206
0.169	0.206
0.167	0.206
0.168	0.208
0.168	0.209
0.167	0.208
0.167	0.207
0.166	0.207
0.166	0.207
0.156	0.207
0.165	0.206
0.165	0.206
0.164	0.206
0.163	0.206
0.163	0.205
0.162	0.205
0.162	0.205
0.162	0.204
0.161	0.204
0.161	0.203
0.162	0.204
0.162	0.203
0.151	0.203
0.144	0.202
0.141	0.202
0.139	0.201
0.137	0.2
0.136	0.198
0.134	0.198
0.132	0.197
0.131	0.187
0.13	0.198
0.127	0.196
0.126	0.194
0.124	0.194
0.123	0.226
0.123	0.234
0.121	0.241
0.121	0.256
0.121
0.12
0.119
0.117
0.118
0.121
0.134
0.183

Wartość średnia stałych szybkości:

- dla wyższej temp. k= 0,00019 [m³/mol *s] (błąd względny - 0,00003054)

- dla niższej temp. k= 0,00016 [m³/mol *s] (błąd względny - 0,00002687)

3) wyznaczenie energii aktywacji reakcji z równania Arrheniusa:

lnk=(-E/RT)+lnk_∞

i jego graficznej interpretacji:

Współczynnik kierunkowy prostej równy (-E/R) wynosi -5,47*10³K. Z tego wnioskujemy, że energia aktywacji równa jest -5,47*10³*8,314= -4,548*10⁴ [J/mol]

Wnioski:

Na podstawie wykresów możemy stwierdzić, iż mieliśmy do czynienia z reakcja II rzędu. Wnioskujemy tak, gdyż korzystając ze wzoru dla reakcji tego rzędu uzyskujemy zależność prostoliniową.

Przeprowadzając ćwiczenie, dla temperatury wyższej wartość przewodnictwa ustaliła się szybciej, czego się zresztą spodziewaliśmy (w większości przypadków reakcje zachodzą prędzej w wyższych temperaturach). Udowodniliśmy to wyznaczając stałą szybkości. Co prawda wyznaczone stałe nie różnią się znacząco, jednak dla temp. niższej otrzymaliśmy stałą szybkości mniejszą.

---