Dominik Stachowiak

Inżynieria materiałowa

Wydział Chemiczny

semestr III

Ćwiczenie nr 55

WYZNACZANIE POTENCJAŁU STANDARDOWGO ELEKTRODY CHINHYDRONOWEJ

Ćwiczenie wykonano: 8.03.2005 r.

Sprawozdanie oddano:15.03.2005 r.

1. Część teoretyczna

Stałą szybkości reakcji nazywamy współczynnik proporcjonalności k w równaniu kinetycznym.

Energią aktywacji nazywamy minimum energii, jaką powinny być obdarzone cząsteczki, aby mogły przereagować. Można ją obliczyć na podstawie równania Arrheniusa:

A - współczynnik częstotliwości

Energię aktywacji można również obliczyć znając dwie stałe szybkości danej reakcji w dwóch różnych temperaturach ze wzoru:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej szybkości oraz energii aktywacji przegrupowania monoanionu błękitu trójfenolowego (II) w bezbarwny trójanion (III). Reakcja zachodzi w środowisku silnie alkalicznym w roztworze NaOH według schematu:

W miarę zwiększania pH zachodzi zmiana w strukturze cząsteczki barwnika. Ponieważ reakcja zachodzi przy dużym nadmiarze (≈ 10⁵) NaOH można ją opisać równaniem kinetycznym I rzędu. Badana reakcja jest procesem odwracalnym przy czy stała równowagi K = k₁/k₂ =2,5^.10³ Ze względu na tak silne przesunięcie stanu równowagi możemy uznać reakcję za nieodwracalną.

Obliczenia

1. Stałe szybkości odczytuje z wykresów zależności
   

gdzie A0, At i A∞ oznaczają absorbancję w chwili początkowej, po czasie t i po osiągnięciu stanu równowagi. Dla ułatwienia przyjąłem, że A∞=0 więc równanie przyjmuje prostszą postać
. Z nachylenia prostych odczytałem poszczególne wartości stałych szybkości reakcji roztworów rozcieńczonych NaOH o stężeniach:

• 2M NaOH k₁ = 0,1711 1/min = 0,0028 1/s

• 1M NaOH k₂ = 0,0557 1/ min = 0,00092 1/s

• 0,5 M NaOH k₃ = 0,0296 1/ min = 0,00049 1/s

c) Obliczam wartość stałej szybkości II rzędu (k') wykonując wykres zależności stałej szybkości od stężenia [OH^-]. Wartość stałej liczę z nachylenia prostej. Ponieważ y = 0,0861x:

k' = 0,0861 dm³/(mol^.s)

4.Wnioski

Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej szybkości oraz energii aktywacji przegrupowania monoanionu błękitu trójfenolowego (II) w bezbarwny trójanion (III). Stała szybkości tej reakcji zależy od stężenia roztworu NaOH, który jest środowiskiem reakcji oraz od temperatury. Zauważyłem, że ze zwiększeniem pH (zwiększeniem stężenia NaOH) stała szybkości także wzrasta. Np. dla 0,5 M roztworu NaOH k₃=0,00049 s ^-1, dla 1 M NaOH k₂ = 0,00092 s ^-1 a gdy roztwór NaOH jest 2 M k₁ = 0,0028 s ^-1. Ponieważ doświadczenie wykonałem dla trzech stężeń NaOH obliczyłem wartość stałej szybkości II rzędu k' = 0,1461 dm³mol^-1.s^-1.

1

---