3. Obliczenia

• Wyznaczanie stałej szybkości reakcji dla poszczególnych roztworów z wzoru:

ln A/A₀ = -kt

gdzie:

A – absorbancja roztworu w chwili t;

A₀ – absorbancja roztworu w chwili początkowej;

t – czas [s];

k – stała szybkości reakcji.

• Obliczenie siły jonowej roztworu za pomocą wzoru:

$$I = \frac{1}{2}\sum_{}^{}{c_{i} \bullet z_{i}^{2}}$$

gdzie:

c_i- stężenie jonu

z_i- ładunek jonu

• Przykładowe obliczenie siły jonowej dla roztworu 1.:

dla każdego jonu z²=1

c_f=0,00005mol/dm³

c_K+=0,01 mol/dm³

c_OH-=0,01 mol/dm³

c_KNO3=0 mol/dm³

$I = \frac{1}{2}\left( c_{f} + c_{K +} + c_{OH -} + c_{{K +}_{s}} + c_{NO3 -} \right) = 0,01001$

• Wyniki obliczeń zamieszczono w tabelach:

Roztwór I (0,00)
Czas [s]
0
300
600
900
1200
1500
1800

Roztwór III (0,05)
Czas [s]
0
300
600
900
1200
1500
1800

Roztwór IV (0,10)
Czas [s]
0
300
600
900
1200
1500
1800

Roztwór V (0,20)
Czas [s]
0
300
600
900
1200
1500
1800

Roztwór VI (0,25)
Czas [s]
0
300
600
900
1200
1500
1800

• Wykreślenie zależności logk=f($\sqrt{I}$) :

Wartości logk oraz $\sqrt{I}$ obliczono powyżej

log k	$$\sqrt{\mathbf{I}}$$
-2,7033	0,10005
-2,78589	0,24497
-2,87975	0,33168
-2,8839	0,45827
-2,97139	0,50991

Korzystając z regresji liniowej wyznaczono ogólną zależność logarytmu z stałej szybkości reakcji od pierwiastka z siły jonowej:

y=-0,6004x-2,6473

• Obliczenie wartości liczbowej stałej Debye’a- Hückel’a:

logk= X + Y$\sqrt{I}\ $

logk=-0,6004$\sqrt{I}$- 2,6473

Y=0,6004

Y=2A’z_fiolz_NO3-z_K+z_OH-

Ponieważ ładunki jonów są równe 1 równanie upraszcza się:

Y=2A’

Z tego :

A’=Y/2

A’=0,6004/2

A’=0,3002

4. Wnioski

Przeprowadzone doświadczenie pokazuje, że wraz za wzrostem siły jonowej roztworu stała szybkości reakcji maleje. Zależność tą można zaobserwować już po szybkości odbarwiania się poszczególnych roztworów.

Uzyskana wartość stałej – Hückel’a równa 0,3002 różni się od wartości tablicowych dla wody jako rozpuszczalnika w temperaturze 25°C, która wynosi 0,509. Powstały błąd może wynikać z różnicy temperatury, w jakiej prowadzone były pomiary, niedokładnym sporządzeniem badanych roztworów, niedokładnym czasem pomiaru absorbancji lub wadą spektroskopu.