Celem doświadczenia było wyznaczenie stałej szybkości jodowania acetonu poprzez miareczkowanie mieszaniny acetonu, mieszaniny jodującej i kwasu solnego tiosiarczanem sodu w piętnastominutowych odstępach czasu. Mieszaninę utrzymywałam w stałej temperaturze 20°C i w celu miareczkowania na odpowiednim etapie reakcji, dodawałam mieszaninę do NaHCO₃, który zatrzymywał przebieg reakcji. Do obu kolb dodałam jednakową ilość mieszaniny jodującej czyli 37,5 ml.

Opracowanie wyników:

Kolba I:

Aby rozpocząć analizę, która pozwoli określić mi stałą szybkości reakcji, musze obliczyć początkowe stężenie acetonu(a) i kwasu solnego(b).

Stężenie acetonu obliczam ze wzoru:

Gdzie,
V_aceton= 3ml= 3cm³ (objętość acetonu)
d_aceton= 0,792 g/cm³ (gęstość acetonu)
V_kolby= 250 cm³ (objętość kolby)
M_aceton = 58 g/mol (masa molowa acetonu)

Podstawiając wartości do wzoru otrzymuję:

a=1,639*10^-4 mol/cm³=0,1639 mol/dm³

Stężenie kwasu solnego natomiast:

Gdzie,
V_kwasu= 30 ml= 30 cm³
c_kwasu= 1mol/dm³
V_kolby= 250 cm³

Podstawiając wartości do wzoru uzyskuję:

b=0,12 mol/dm³

Dalszym etapem jest obliczenie ubytku stężenia acetonu(x) co wskazuje na zachodzenie reakcji. Robię to w oparciu o wyniki miareczkowania po czasie t. Korzystam z następującego wzoru:

Gdzie,
V₀-ilość Na₂S₂O₃ zużyta do miareczkowania substancji reakcyjnej na początku reakcji
V_t- ilość Na₂S₂O₃ potrzebna do miareczkowania substancji reakcyjnej po upływie czasu t
c_tiosiarczan= 0,02mol/dm³ - stężenie titranta
V_pr= 25 cm³ - objętość miareczkowanej mieszaniny reakcyjnej, stała w doświadczeniu

Dla każdego czasu t obliczam wartości x(ubytek stężenia acetonu), a-x(stężenie acetonu w czasie t), b+x(stężenie kwasu solnego w czasie t) i wyniki zestawiam w tabeli 1.

Tabela 1.

t[min]	Vt[cm^3]	x	a-x	b+x	ln
0	20,5	0	0,1639	0,12	-0,3112
15	19,4	0,00044	0,16346	0,12044	-0,3054
30	18,9	0,00064	0,16326	0,12064	-0,3030
45	18,0	0,001	0,1629	0,121	-0,2973
60	15,8	0,00188	0,16202	0,12188	-0,2847
75	14,9	0,00224	0,16166	0,12224	-0,2795

Przystępuję do narysowania wykresu zależności ln
od czasu, gdzie współczynnik kierunkowy linii trendu pozwoli mi na wyznaczenie stałej szybkości reakcji.

Wykres 1.

Z wykresu wyznaczam nachylenie prostej
.
Współczynnik kierunkowy prostej (A) wyznaczam za pomocą arkusza kalkulacyjnego:

A = 0,0004310 [1/min]

Na tej podstawie obliczam stałą szybkości reakcji:

A=k*(b+a)
k=A/(b+a)

k=0,0004310/(0,12+0,1639)=0,00152 [dm³/min*mol]

Kolba II:

Postępowałam w taki sam sposób jak w przypadku kolby I i analizy również dokonam w identyczny sposób. Jedyną różnicą jest ilość kwasu solnego użyta w doświadczeniu.

Obliczam stężenia acetonu(a) i kwasu solnego(b) korzystając z wyżyj wymienionych już wzorów.

Stąd wynika, że stężenie acetonu jest takie samo: a=0,1639 mol/dm³
Natomiast stężenie kwasu, gdzie V_kwas= 35cm³, wynosi b=0,14 mol/dm³

Zestawiam w tabeli 2 wartości zależne od czasu przebiegu reakcji x(ubytek stężenia acetonu), a-x(stężenie acetonu w czasie t), b+x(stężenie kwasu solnego w czasie t), posługując się wymienionym wyżej wzorem na x oraz otrzymanymi wartościami V podczas miareczkowania w odpowiednim czasie.

Tabela 2.

t[min]	Vt[cm^3]	x	a-x	b+x	ln
0	22,0	0	0,1639	0,14	-0,1576
15	20,4	0,00064	0,16326	0,14064	-0,1491
30	19,1	0,00116	0,16274	0,14116	-0,1423
45	17,6	0,00176	0,16214	0,14176	-0,1343
60	16,0	0,0024	0,1615	0,1424	-0,1259
75	14,5	0,003	0,1609	0,143	-0,1179

Na podstawie tabeli 2 rysuję wykres, który pozwala uzyskać odpowiednie informacje.

Wykres 2.

Z wykresu wyznaczam nachylenie prostej
.
Współczynnik kierunkowy prostej (A) wyznaczam za pomocą arkusza kalkulacyjnego:

A = 0,0005259 [1/min]

Na tej podstawie obliczam stałą szybkości reakcji:

A=k*(b+a)
k=A/(b+a)

k=0,0005259/(0,14+0,1639)=0,00173 [dm³/min*mol]

Wnioski:

Biorąc pod uwagę wartości stałych szybkości reakcji otrzymane w wyniku odpowiednich obliczeń dla kolby I i kolby II, wnioskuję, iż wartość ta nie jest zależna od początkowych stężeń reagentów, ponieważ wartości są bardzo zbliżone do siebie. Różnica może wynikać z niedokładnie odmierzonych ilości mieszaniny reakcyjnej do miareczkowania, niedokładnego odczytu wartości z biurety lub przesuniętego w czasie momentu pomiaru.

---