ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. 4.1 Разложение пероксида водорода в присутствии диоксида марганца MnO2.

4.1 Разложение пероксида водорода в присутствии диоксида марганца MnO₂.

Перед началом опыта необходимо подготовить катализатор: небольшой кусочек стеклянной палочки смазать клеем БФ или крахмальным клейстером. Необходимо смазать клеем только торец, немного порошка MnO₂ насыпать на часовое стекло, прикоснуться торцом палочки к порошку, чтобы небольшое количество MnO₂ осталось на стекле. Клей Высушивают в течение нескольких минут (1-2 мин). Давление внутри системы для сбора Н₂О₂ необходимо привести к атмосферному: открыть пробку реакционной пробирки, с помощью уравнительной склянки установит уровень воды в бюретке на нулевую отметку.

Схема прибора для измерения скорости разложения Н₂О₂ представле-на рис.1.

уравнительн. склянка

вода

пробирка с Н₂О₂

катализатор

Рис.1 – Прибор для изучения кинетики разложения Н₂О₂.

Пипеткой или мерным цилиндром отмеряют 2 мл 3 %-ного раствора Н₂О₂, выливают в пробирку 1. Если опыт проводится при комнатной температуре, готовят секундомер, таблицу для записи опытных данных, Опускают в пробирку катализатор, нанесенный на кусочек стеклянной палочки. Закрывают реакционный сосуд пробкой. Записывают объем выделяющегося кислорода сначала через 30 сек, затем интервал можно увеличить до 1 мин.

По мере понижения уровня жидкости в бюретке уравнительную склянку опускают так, чтобы уровень жидкости в бюретке и склянке не изменялся, разность уровней была минимальной.

Реакция считается законченной, если уровень жидкости в бюретке перестает опускаться.

Объем кислорода, соответствующий полному разложению Н₂О₂ –V_¥, можно получить, если реакционный сосуд поместить в стакан с горячей водой. После охлаждения пробирки до комнатной температуры. После определяют объем О₂, соответствующий полному разложению Н₂О_2.

Таблица – Экспериментальные данные

№ п/п	Время от начала опыта t, мин	Объем кислорода Vt, мл	V¥ –Vt, мл	ln(V–Vt)	ln	k, мин -1

По результатам эксперимента вычисляют среднее значение константы скорости реакции.

Полагая, что порядок реакции первый, константу скорости реакции вычисляют по кинетическому уравнению первого порядка:

k = 1/t·ln

По результатам эксперимента вычисляют среднее значение константы скорости реакции.

Период полураспада пероксида водорода вычисляют по уравнению:

t_0,5 = 0,693/k, используя среднее значение константы скорости.

Определяют константу скорости и период полураспада графически, используя зависимость Vt= f (t) и ln(V_¥ – Vt) = f (t), которые представлены на рис.2 и рис. 3. Сравнивают результаты, полученные двумя методами – аналитическим и графическим.

V, мл lg (V_¥ – V_t )

V_¥

α

t, минt t,мин

Рис. 2 –Зависимость V_t = f(t) Рис.3 – Зависимость ln(V_¥ – V_t) = f(t)

4.2 Разложение пероксида водорода в присутствии катализатора при температуре Т₂

Опыт повторяют, поместив реакционный сосуд в водяную баню или стакан с водой при температуре Т₂ (по указанию преподавателя). Данные заносят в таблицу:

Зная константы скорости k₁ и k₂ при двух различных температурах, можно вычислить энергию активации Е_a по уравнению Аррениуса:

Е_а =

Кроме того, можно вычислить температурный коэффициент по правилу Вант-Гоффа:

k₂/k₁ = γ ^∆t/10

Поиск по сайту: