Paweł Jagiełło

wydział chemiczny

kierunek chemia

semestr IV

Laboratorium z chemii fizycznej

Ćwiczenie Nr 29

Temat:

„Badanie kinetyki przegrupowania wewnątrzcząsteczkowego metodą fotolizy błyskowej”

Data wykonania ćwiczenia:	Ocena:	Podpis:
Data oddania sprawozdania:	Ocena:	Podpis:

I. Wstęp :

Fotoliza błyskowa jest jedną z metod, które pozwalają badać kinetykę
i mechanizm szybkich reakcji chemicznych. Metoda ta polega na dostarczeniu do układu reakcyjnego energii promienistej w postaci krótkotrwałego błysku światła widzialnego lub ultrafioletowego. Impuls świetlny trwa w zależności od konstrukcji lampy i energii emitowanej, od 10^-9s do 10^-2s. W rezultacie pochłonięcia przez badany układ pewnej liczby kwantów światła zachodzić
w nim mogą różnorodne procesy fizyczne i chemiczne, takie jak: wzbudzenie, jonizacja, dysocjacja cząsteczek, przegrupowanie wewnątrzcząsteczkowe itp.

W ćwiczeniu wykorzystano własności roztworu 1,3,3-trzymetyloindolino-6-nitrobenzospiranu (TMINBS). Związek ten występuje w roztworze w postaci bezbarwnej, trwałej formy A (tzw. leukoformy), która pod wpływem światła przechodzi w niebieską formę B.

Odmiana A - trwała Odmiana B - nietrwała

leukoforma (bezbarwna) forma niebieska

Forma B jest nietrwała i ulega przemianie w odmianę A, przy czym proces ten jest I rzędu:

niebieska bezbarwna

Ponieważ jednocześnie zachodzi zmiana barwy, postęp reakcji można śledzić mierzą absorbancję roztworu. Zgodnie ze wzorem Lamberta - Beera:

A - absorbancja molowa

l - grubość warstwy absorbującej kuwety

c - stężenie substancji barwnej

Stałą szybkości reakcji nazywamy współczynnik proporcjonalności k w jej równaniu kinetycznym. W klasycznej kinetyce przyjmuje się, że stała k jest niezależna od stężenia reagentów i czasu reakcji, natomiast zmienia się z temperaturą i zależy od rodzaju i stężenia katalizatorów. Stała szybkości wyraża liczbowo szybkość reakcji, gdy stężenie każdego z substratów wynosi 1 mol/dm³. Wymiar stałej zależy od postaci równania kinetycznego i wyraża się ogólnym wzorem:

II. Obliczenia

• Szacuję wartość stałej szybkości reakcji I rzędu

k=ln2/t_(1/2)= ln2/t'_(1/2)= ln2/t''_(1/2)

• Przybliżone wartości k wynoszą ( rozbieżności będą wynikać z niedokładności pomiaru)

k_(1/2)=ln2/13s=0,0533 s^-1

k_(1/2')=ln2/18s=0,0385 s^-1

k_(1/2'')=ln2/23s=0,0301 s^-1

Co daje średnią k=0,0406 s^-1

• Dokładniejszy wynik daje sporządzenie wykresu ln S od czasu i obliczenie współczynnika kierunkowego ( b) krzywej.

równanie kinetyczne :

Odczytany z wykresu współczynnik kierunkowy ma wartość -0,0421 mol. Oznacza to, że wartość stałej szybkości reakcji wynosi 0,0421s^-1.

III. Wnioski

Rozbieżność wartości kolejnych czasów połowicznych świadczy o niedokładności wykonanego pomiaru . Wszelkie błędy jakie zostały popełnione zostały zapewne spowodowane docieraniem do detektora światła zewnętrznego (o różnym chwilowym natężeniu) i światłem rozproszonym przez aparaturę.

W obliczeniach i przy sporządzaniu wykresu pominęłam końcową fazę doświadczenia ze względu na malejącą różnicę wychyleń pisaka (absorbancji) od czasu.