ензії, має інтенсивну смугу поглинання у видимій області спектра з центром при ~ 400 нм, за його освітою стежать на довжині хвилі 430 нм, при цьому значення коефіцієнта екстинкції вихідного в цій області мало.
За наявності розчині двох поглинаючих форм (і MnO2) оптична щільність розчину дорівнює
(15)
До початку реакції величина оптичної щільності визначається початковою концентрацією (С0):
по закінченні реакції після повного перетворенні на і Mn2 + оптична щільність дорівнює
Звідси і
Підставляючи ці вирази в рівняння (15), маємо
(16)
Враховуючи, що отримуємо
(17)
Перетворюючи, маємо
(18)
звідки
(19)
Тому, реєструючи залежність оптичної щільності розчину від часу, отримуємо кінетичну криву накопичення MnO2 в результаті автокаталитической реакції.
Експериментальна частина
Реагенти:
- щавлева кислота (H2C2O4? 2H20)
- готовий 0.2 N розчин перманганату калію (KMnO4);
- хлорид марганцю (II) (MnCl2? 4H2O);
- вода дистилированная
Обладнання:
- 3 мірні колби на 100 мл і одна на 250 мл
- піпетки
- ваги
- секундомір
- спектрофотометр UV-mini - 1240 Shimadzu
- кварцова кювету на 1мм
Приготування робочих розчинів в мірних колбах на 100 мл:
№ 1 0.015 М щавлева кислота
№ 2 0.0075 М перманганат калію
№ 3 0.0025 М хлорид марганцю (II)
Підготовка розчину для спектрофотометрії:
Дослідження проводилися при температурах 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, 40 ° C, кожен розчин повинен термостатіровать до потрібної температури. Потім в колбу на 250 мл налити? 200 мл дистильованої води і по 5 мл робочих розчинів № 1 і №3. Останнім додати 5 мл робочого розчину № 2, після пріліваніем відразу включити секундомір. Довести розчин до мітки, перемішати. Таким чином, концентрації розчинів в реакційній колбі будуть:
щавлевої кислоти 0.0003 М,
перманганату калію 0.00015 М,
хлориду марганцю 0.00005 М.
Налити отриманий розчин в кювету, помістити її в спектрофотометр, потім одночасно почати запис кінетики реакції і зупинити секундомір, записати час. Після закінчення реєстрації кінетики перенести дані в комп'ютер.
Обробка даних в Origin.
1. Отримані дані представляють таблицю часу (t, c) і оптичної щільності (D). Потрібно змінити стовпчик з часом, перебував до всіх значенням час засечённое секундоміром. Таким чином, можемо побудувати графік залежності оптичної щільності від розчину.
. Оптична щільність в ході реакції підвищується через утворення коричневого осаду MnO2. На початковій ділянці (0-200 с) крива зростає слабо, відбувається накопичення автокатализаторов Mn2 +, і при достатній його концентрації реакція йде набагато швидше. Далі крива виходить на плато, значення якого фіксується як D?- Максимальна оптична щільність. Тут закінчується реакція. Потім починають збиратися більші частки осаду, які заважають правильної реєстрації оптичної щільності, тому остання ділянка не представляє інтересу.
. Далі для обробки знадобиться обчислити значення
.
Для цього берм початкове і максимальне значення оптичної щільності, D - поточне значення.
Остання четверта додаткова колонка містить значення
4. Далі були побудовані графіки?- T,, і апроксимовані за формулами
для першого графіка і для другого.
5. Обчислені значення константи швидкості реакції, отримані різними способами
T, ° C?- T 25171 ± 3 168 ± 130 303 ± 8 295 ± 535 311 ± 7 304 ± 540 385 ± 4 347 ± 5
. Далі можемо вирахувати енергію активації автокаталитической реакції. Для цього будуємо графік і з значення нахилу знаходимо Ea
Результати та висновки
(25 ° C)=170 ± 3 л/моль * с
k (30 ° C)=299 ± 9 л/моль * с
k (35 ° C)=308 ± 9 л/моль * с
k (40 ° C)=366 ± 6 л/моль * с
Ea=41 ± 4...
