Opracowanie wyników:
[nm] |
A |
450 |
0,055 |
460 |
0,079 |
470 |
0,11 |
480 |
0,164 |
490 |
0,222 |
500 |
0,305 |
510 |
0,417 |
520 |
0,557 |
530 |
0,696 |
540 |
0,811 |
550 |
0,879 |
560 |
0,925 |
570 |
1,006 |
580 |
1,143 |
590 |
1,222 |
600 |
1,06 |
610 |
0,772 |
620 |
0,456 |
Dla długości fali 590 nm występuje maksymalna absorpcja.
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.
Więc:
Obliczenie siły jonowej roztworu za pomocą wzoru:
gdzie:
ci- stężenie jonu
zi- ładunek jonu
Przykładowe obliczenie siły jonowej dla roztworu 1.:
dla każdego jonu z2=1
cf=0,00002 mol/dm3
cNa+=0,01 mol/dm3
cOH-=0,01 mol/dm3
cK+=0 mol/dm3
cNO3-=0 mol/dm3
Roztwór 1 (0,00 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
0,662 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,294 |
0,444109 |
-0,811686 |
0,002706 |
0,002953 |
-2,52978 |
0,01001 |
0,100049988 |
600 |
0,14 |
0,21148 |
-1,553623 |
0,002589 |
|
|
|
|
900 |
0,057 |
0,086103 |
-2,452214 |
0,002725 |
|
|
|
|
1200 |
0,007 |
0,010574 |
-4,549355 |
0,003791 |
|
|
|
|
1500 |
-0,025 |
-0,03776 |
- |
|
|
|
|
|
1800 |
-0,045 |
-0,06798 |
- |
|
|
|
|
|
* odrzucam 2 ostatnie pomiary ze względu na nieprawidłowy wynik.
Roztwór 2 (0,01 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
1,007 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,582 |
0,879154 |
-0,128795 |
0,000429 |
0,001426 |
-2,84589 |
0,02001 |
0,141456707 |
600 |
0,331 |
0,5 |
-0,693147 |
0,001155 |
|
|
|
|
900 |
0,195 |
0,294562 |
-1,222266 |
0,001358 |
|
|
|
|
1200 |
0,109 |
0,164653 |
-1,803918 |
0,001503 |
|
|
|
|
1500 |
0,05 |
0,075529 |
-2,583243 |
0,001722 |
|
|
|
|
1800 |
0,009 |
0,013595 |
-4,298041 |
0,002388 |
|
|
|
|
Roztwór 3 (0,05 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
1,055 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,66 |
0,996979 |
-0,003026 |
1,01E-05 |
0,000908 |
-3,04209 |
0,06001 |
0,244969386 |
600 |
0,424 |
0,640483 |
-0,445532 |
0,000743 |
|
|
|
|
900 |
0,273 |
0,412387 |
-0,885794 |
0,000984 |
|
|
|
|
1200 |
0,177 |
0,267372 |
-1,319116 |
0,001099 |
|
|
|
|
1500 |
0,105 |
0,15861 |
-1,841305 |
0,001228 |
|
|
|
|
1800 |
0,055 |
0,083082 |
-2,487932 |
0,001382 |
|
|
|
|
Roztwór 4 (0,1 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
0,97 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,586 |
0,885196 |
-0,121946 |
0,000406 |
0,00135 |
-2,86975 |
0,11001 |
0,331677554 |
600 |
0,363 |
0,548338 |
-0,600863 |
0,001001 |
|
|
|
|
900 |
0,22 |
0,332326 |
-1,101638 |
0,001224 |
|
|
|
|
1200 |
0,13 |
0,196375 |
-1,627731 |
0,001356 |
|
|
|
|
1500 |
0,05 |
0,075529 |
-2,583243 |
0,001722 |
|
|
|
|
1800 |
0,009 |
0,013595 |
-4,298041 |
0,002388 |
|
|
|
|
Roztwór 5 (0,2 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
0,764 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,527 |
0,796073 |
-0,228065 |
0,00076 |
0,00124 |
-2,90644 |
0,21001 |
0,45826848 |
600 |
0,35 |
0,528701 |
-0,637332 |
0,001062 |
|
|
|
|
900 |
0,227 |
0,3429 |
-1,070316 |
0,001189 |
|
|
|
|
1200 |
0,137 |
0,206949 |
-1,575285 |
0,001313 |
|
|
|
|
1500 |
0,079 |
0,119335 |
-2,125818 |
0,001417 |
|
|
|
|
1800 |
0,031 |
0,046828 |
-3,061278 |
0,001701 |
|
|
|
|
Roztwór 6 (0,25 mol/L) |
||||||||
czas[s] |
A |
A/A0 |
ln(A/A0) |
k |
kśr |
logkśr |
I |
I1/2 |
0 |
1,01 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0,74 |
1,117825 |
0,1113846 |
-0,00037 |
0,000579 |
-3,23711 |
0,26001 |
0,509911757 |
600 |
0,539 |
0,814199 |
-0,20555 |
0,000343 |
|
|
|
|
900 |
0,374 |
0,564955 |
-0,57101 |
0,000634 |
|
|
|
|
1200 |
0,251 |
0,379154 |
-0,969813 |
0,000808 |
|
|
|
|
1500 |
0,163 |
0,246224 |
-1,401515 |
0,000934 |
|
|
|
|
1800 |
0,087 |
0,13142 |
-2,029357 |
0,001127 |
|
|
|
|
Wykreślam zależnośc absorbancji od czasu:
Wykreślam zależność logarytmu stałej szybkości reakcji od pierwiastka z siły jonowej:
Roztwór |
logk |
I1/2 |
1 |
-2,52978 |
0,100049988 |
2 |
-2,84589 |
0,141456707 |
3 |
-3,04209 |
0,244969386 |
4 |
-2,86975 |
0,331677554 |
5 |
-2,9064 |
0,45826848 |
6 |
-3,2371 |
0,509911757 |
Wyznaczam na podstawie wykresu wartość liczbową stałej Debye'a - Hückel'a
Z regresji liniowej wyznaczam równanie:
Wnioski:
Wraz ze wzrostem siły jonowej stała szybkości reakcji się zmniejsza. W doświadczeniu najmniejsza stała szybkości wynosi dla roztworu III, a powinna dla roztworu VI. Obserwując wyniki można wywnioskować, że wzrost siły jonowej zmniejsza stałą szybkości reakcji.
Teoretyczna (książkowa) stała Debye'a-Huckel'a dla roztworów wodnych w T=298K wynosi 0,509. W naszym przypadku wyszło 0,5269. Różnica ta może być spowodowana niedokładnością pomiaru spektrofotometru, a także niedokładnym pomiarem absorbancji co 5 minut, lub zbyt powolnym rozcieńczaniem roztworu, kiedy zachodziła reakcja fioletu krystalicznego z jonami OH. Jednak jest bardzo zbliżona do wartości tablicowej.