химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

же раствором щелочи, который налит в реакционную колбу (бюретку сверху необходимо закрыть трубкой с натронной известью);

титруют 15 см3 НС1 щелочью в присутствии фенолфталеина до появления окраски, не исчезающей в течение 1,5 мии.

От среднего из двух титрований отнимают 20 см3 (объем проб в работе) и получают VQ — объем титранта, с хорошей точностью соответствующий моменту начала реакции t = 0 (добавление в дальнейшем эфира мало меняет концентрацию щелочи).

По окончании предварительного термостатирования колбу вынимают из термостата, быстро приливают из пипетки или микробюретки 0,3—0,4 см3 эфира (количество указывается преподавателем), колбу плотно закрывают пробкой, перемешивают раствор и ставят в термостат. Момент начала перемешивания принимают за начало реакции и включают секундомер. Эфир следует отмерять как можно точнее, так как несоблюдение этого требования оказывает сильное влияние на конечный результат.

Пробу отбирают пипеткой на 20 см3, вливают в 15 см3 0,04 М раствора НС1 и титруют щелочью (при отборе проб колбу из термостата не вынимать). Результаты титрования относят ко времени смешения пробы и кислоты. Взяв пробу, колбу немедленно закрыть пробкой. Всего следует взять 8 проб в следующие моменты времени от начала реакции: 4, 8, 14, 22, 34, 52, 76, 100 мин (время следует измерять с точностью до секунд, чтобы повысить точность измерений). .

Как известно, вид интеграла кинетического уравнения реакции 2-го порядка зависит от того, взяты ли разные или равные исходные концентрации реагентов. Пусть Л и В обозначают текущие значения концентрации эфира и щелочи: а. и Ъ — начальные концентрации (в опытах всегда Ъ ^ а). Тогда:

1 а,В

для афЪ- кон = f{b_a) (ХШ. 148)

. для а = Ь - *он = j" (т ~ ~)- <ХШ- 149)

Начальную концентрацию (в М) эфира находят из выражения

а = дйЛШ (ХЩ 150)

Af (200 + q) [1 + 0,0004 (/- /к)] *

где q — объем эфнра, см3; d—плотность эфнра, г/см3; М—молекулярная масса эфнра, г, t н tK — температуры опыта н комнатная.

Концентрацию 6 находят по результатам начального титрования.

Текущая концентрация щелочи:

Я = (15сНС1 — SB)/20T (XIII. 151)

?где Сна — концентрация кислоты, н.; v — объем NaOH, пошедшего на титрование оставшейся кислоты.

Текущая концентрация эфира равна:

А*=В-{Ь- а). (XIII. 152)

Подстановка величин, вычисленных по формулам <ХШ 150) —(XIII. 152) в (XIII. 148) и (XIII. 149) позволяет найти кон_. Энергию активации рассчитывают по формуле

(ХШ 46) если имеются данные по константам скорости при другой температуре

ХШ. 9.3. Иодирование ацетона. Автокатализ

Работа 5. Реакция

CH3COCH3 + I2 —> СН3СОСН21 + Н1

катализируется кислотами и основаниями Бренстеда; это — пример общего кислотного и основного катализов. Цель работы — исследование катализа сильной минеральной кислоты.

Как видно из уравнения реакции, один из продуктов реакции—иодоводородная кислота; поэтому концентрация катализатора в ходе опыта возрастает. Такие процессы называют автокаталитическими.

Можно выделить две стадии реакции. На первой происходит таутомерное превращение кетона в енол, катализатор — оксо-ний-ионы:

Н30+

СН3—С—СН3 »- СН3—С=СН2; щ.

II !

О ОН

Затем енол реагирует с иодом:

СН3—С=СН2+12 —?> СНэ—С—CH2I +HI; *2

! II

ОН О

Вторая стадия очень быстрая, а первая — скоростьлимити-рующая. Поэтому скорость реакции равна скорости енолизации ацетона:dcJdt = KlcacHt0+. (XIII. 153)

От концентрации иода скорость реакции не зависит.

Обозначим через а и b числа моль ацетона и оксоний-ионов в начальный момент времени в пробе объемом v; х— количество прореагировавших ацетона и иода, равное количеству вновь образовавшихся оксоний-ионов. Тогда:

ca = {a-x)fa сщо+ = {Ь + x)/v. (ХШ.154)

Подставляя (XIII. 154) в (XIII. 153), находим:

dx/dt = {kJv) (а — х) [Ь + х).

После интегрирования получаем выражение:

(а + Ь) t {a — x)b '

позволяющее рассчитать к\. Числа моль а и Ъ — заданы условиями приготовления реагирующей смеси, а х в зависимости от t определяют путем титрования иода тиосульфатом натрия.

Выполнение работы и расчетов

Включают термостат. В мерную колбу вместимостью 250 см* отмеряют 20 см3 0,1 и. раствора 12, добавляют от 15 до 30 см3 1 н. раствора НС1 и доливают дистиллированной водой так, чтобы до метки оставалось т 10 см3. Закрывают пробкой, пе« ремешивают и ставят колбу в термостат. Спустя 15—20 мин вынимают колбу из термостата и вливают в нее с помощью микробюретки ацетон от 1,5 до 4 г (плотность ацетона р20 = = 0,79; М = 58,07). Момент добавления ацетона принимают за начало реакции. Доводят объем в колбе до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают; колбу помещают в термостат. Количество добавленного катализатора, ацетона и температура опыта указываются преподавателем.

Пробы отбирают, не вынимая колбу из термостата. Первую пробу, берут спустя 10 мин от начала, а затем в течение 2—3 ч через каждые 20 мин. В колбу для титрования отмеряют 0,1 н. раствор ЫаНСОз в количестве, эквивалентном количеству кислоты в отбираемой пробе. Из реакционного сосуда с помощью пипетки и резиновой груши отбирают 20 см3 смеси и вливают в ту же колбу. Титруют раствором Na2S203. Крахмал добавляют в конце титрования. Во избежание перетитровывания последние капли тиосульфата необходимо добавлять с интервалом 15—20 с (комплекс иода и крахмала разрушается не мгновенно). Результат титрования относят к моменту времени прили-вания смеси к раствору соды.

Оформляют отчет, где указывают температуру опыта, концентрацию НО, иода, количество ацетона в пробе а (моль), количество ионов Н30+ в пробе Ь (моль). Затем строят график Vt—t, где vt — объем Na2S203, пошедший на титрование 20 см3 пробы, по графику экстраполяцией к г = 0 находят vo — объем, отвечающий титрованию в начальный момент времени. Результаты опытов и расчетов оформляют в виде таблицы:

пробы

t, мин

Vf, см3

X — 42(V0 — VT) с-10 моль *

— 3

к,, М '-мнн 1

* с — концентрация тиосульфата натрия.

Находят /сСр, абсолютную и относительную ошибки. По данным о константах скорости при двух температурах рассчитывают энергию активации по формуле (XII. 46).

ХШ.9.4. Изучение кинетики реакции гидролиза сахарозы

Работа 6. Сахароза гидролизуется с образованием D-глю-K03bi(G) и О-фруктозы(Р) (инвертный сахар):

н3о*

С12Н22О11 + Н20 CeHtaPe + С^НцО^.

Сахароза D-глюкоза D-фруктоза

Без катализаторов реакция практически не идет, но ускоряется при добавлении кислот (специфический катализ). Предложен следующий механизм:

S + Н+ ^=±: SH+ —> G + F + Н+.

Равновесие на первой стадии устанавливается очень быстро;: распад комплекса SH+ на продукты является скоростьлимити-рующим. Реакцию проводят в водных растворах с начальной концентрацией сахарозы ж 10% (масс). Но из-за большой разницы молекулярных масс воды (18) и сахарозы (344) молярная концентрация раствора невелика. Изменение концентрации воды в ходе опыта незначительно и поэтому им можно пренебречь. Реакция имеет первый порядок как по сахарозе, так и по оксо-ний-ионам. Концентрация

страница 233
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
самсунг rb29fejndsa цена москва
тумба под телевизор угловая
сковородки для электроплит
сетка ландшафт

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.04.2017)