Готується одна з реакційних сумішей, вказаних у табл. 4.5.
Таблиця 4.5
Об'єми вихідних розчинів для приготування реакційних сумішей (визначення загального порядку)
Розчини, мл
0,1 M FeCl3
0,1 M HCl
0,1 M KCl
H2O (дистильована)
0,1 М KI
Момент вливання 0,1 М розчину йодиду калію у реакційну суміш вважають за початок реакції. Додають декілька крапель 1%-ного розчину крохмалю й проводять експеримент, як це описано вище у розділі "Визначення частинних порядків реакції". Виконують 8-10 титрувань. Результати записують у табл. 4.3.
Обробка результатів експерименту
Загальний порядок реакції може бути обчислений за повною кінетичною кривою CFe3+= f(t) (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Кінетична крива CFe3+= f(t)
Щоб обчислити концентрації FeCl3 у дану мить реакції треба від його вихідної концентрації у реак-ційній суміші відняти концентрацію феруму (III), що прореагував до даного моменту часу:
, (4.10)
де CX – змен-шення концентрації FeCl3 до моменту часу t.
Слід врахувати, що у відповідності до рівняння реакції CX = 2CI2. Результати розрахунків записують у таблицю 4.3.
Швидкості реакції у кожний даний момент часу знаходять методом кінцевих різниць. Для цього вісь часу розбивають на рівні проміжки (наприклад, по 30 с), для кожного знаходять концентрацію Fe3+ за кінетичною кривою. Швидкість обчислюють за формулами
; і ін., (4.11)
де ;
;
;
і т.д. (див. рис. 4.4).
Виконують 7-8 розрахунків, результати записують у таблицю 4.4. Будують графік залежності lnwt = f(lnCt) (4.9), за тангенсом кута нахилу якої знаходять загальний порядок реакції.
Результати обчислень оформити у вигляді таблиці.
Контрольні питання
1. Що називається загальним і частинним порядками реакції?
2. Як визначається швидкість реакції за кінетичною кривою?
3. Назвіть методи визначення порядку реакції.
4. Поясніть суть визначення частинних порядків реакції диференційним методом Вант-Гоффа.
5. У чому полягає "метод внутрішнього титрування" для вивчення кінетики реакцій у розчинах?
6. Які експериментальні дані необхідні для визначення загального порядку досліджуваної реакції?
7. У чому полягають особливості кінетики даної реакції? Який її механізм?
8. Як впливає іонна сила розчину на швидкість реакції окислення йодид-іонів іонами тривалентного феруму? Аргументуйте відповідь.