Wykonywane czynności:
Włączam spektrofotometr.
Do kolby miarowej o pojemności 25 ml wlewam kolejno: 2 ml roztworu MnSO4, 7 ml kwasu szczawiowego i około 10 ml wody destylowanej.
Wlewam do kolby określoną ilość KMnO4, uzupełniam wodą do kreski i starannie mieszam.
Pobieram pierwszą próbkę, umieszczam w kuwecie i mierzę jej absorbancję dla długości fali λ = 450 nm.
Absorbancję roztworu w kuwecie mierzę w odstępach 2 minutowych.
Tabele pomiarowe:
Stężenie KMnO4 = 0,01 M | Temperatura 25C | VKMnO4 = 2 ml |
---|---|---|
Nr pomiaru | Czas [min] | Absorbancja |
1. | 2 | 1,090 |
2. | 4 | 0,837 |
3. | 6 | 0,648 |
4. | 8 | 0,509 |
5. | 10 | 0,396 |
6. | 12 | 0,313 |
7. | 14 | 0,250 |
8. | 16 | 0,196 |
9. | 18 | 0,160 |
10. | 20 | 0,129 |
Stężenie KMnO4 = 0,01 M | Temperatura 25C | VKMnO4 = 3 ml |
---|---|---|
Nr pomiaru | Czas [min] | Absorbancja |
1. | 2 | 1,330 |
2. | 4 | 1,003 |
3. | 6 | 0,785 |
4. | 8 | 0,621 |
5. | 10 | 0,487 |
6. | 12 | 0,376 |
7. | 14 | 0,295 |
8. | 16 | 0,241 |
9. | 18 | 0,193 |
10. | 20 | 0,169 |
Opracowanie wyników:
Dla KMnO4 V= 2ml
Czas [min] | lnAt |
---|---|
4 | -0,17793 |
6 | -0,43386 |
8 | -0,67531 |
10 | -0,92634 |
12 | -1,16155 |
14 | -1,38629 |
16 | -1,62964 |
18 | -1,83258 |
20 | -2,04794 |
Wzór: lnAt = lnA0 - k∙t
Można go przyrównać do ogólnego wzoru równania prostej: y = ax + b, gdzie: y = lnAt, x = t
Współczynnik kierunkowy a wynosi : a = -0,117
Stała szybkości reakcji wyznaczona z wykresu to: -k = -0,117 [1/min] = -0,00195 [1/s]
k = 0,00195 [1/s]
Dla KMnO4 V= 3 ml
Czas [min] | lnAt |
---|---|
6 | -0,24207 |
8 | -0,47642 |
10 | -0,71949 |
12 | -0,97817 |
14 | -1,22078 |
16 | -1,42296 |
18 | -1,64507 |
20 | -1,77786 |
Wzór: lnAt = lnA0 - k∙t
Można go przyrównać do ogólnego wzoru równania prostej: y = ax + b, gdzie: y = lnAt, x = t
Współczynnik kierunkowy a wynosi : a = -0,1128
Stała szybkości reakcji wyznaczona z wykresu to: -k = -0,1128 [1/min] = -0,00188[1/s]
k = 0,00188 [1/s]
WNIOSKI:
Celem przeprowadzanego doświadczanie było wyznaczenie stałej szybkości reakcji na podstawie pomiaru absorbancji przy użyciu spektrometru.
Stała szybkości reakcji rozkładu dla kompleksu trójszczawianomaganowego:
Dla KMnO4 V = 2 ml wynosi k = 0,00195 [1/s]
Dla KMnO4 V = 3 ml wynosi k = 0,00188 [1/s].
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia możemy zauważyć, że absorbancja maleje wraz ze wzrostem czasu. Dla roztworu z KMnO4 V = 3 ml ten spadek następuje szybciej.
Wykresy przedstawiają liniową zależność lnAt = f(t). Współczynnik kierunkowy a jest w obu przypadkach wartością ujemną.
Rozkład tego kompleksu trójszczawianomaganowego jest reakcją pierwszo rzędową, co możemy wnioskować po rozwiązaniu równania kinetycznego: lnAt=lnA0−k • t.
Powyższe równanie jest analogiczne do: lnct=lnc0−k • t.
Czynnikiem, który miała największy wpływ na szybkość reakcji była temperatura równa 295,15 K.
Punkty na wykresie, wyznaczone w sposób doświadczalny nieco odbiegają od prostej (linii trendu). Wpływ na to mógł mieć niedokładny pomiar czasu pomiędzy dokonywanymi pomiarami absorbancji, poza tym zabrudzenie kuwety, w której dokonywany był pomiar, lub też niedokładne sczytywanie wartości.