Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

РАБОТА №1.

Рассчитать температуру замерзания водного раствора дихлоруксусной кислоты при ее концентрации С_m=1,500 моль/кг, если известно, что при ее концентрации С^/_m=1,703 моль/кг величина электродного потенциала водородного электрода при 0⁰ С и давлении водорода 101,3 кПа составляет Е⁰=-0,043 В (при расчете полагать, что активности совпадают с концентрациями).

Решение

Дихлоруксусная кислота диссоциирует по уравнению:

ССI₂COOH=H⁺ + ССI₂COO^- (1)

Обозначив молекулу кислоты АН, запишем уравнение (1) в форме:

АН= H⁺ + А^- (1)

Понижение температуры замерзания раствора электролита определяется соотношением:

∆Т₃=i*K_k* С_m, где (2)

i – изотонический коэффициент;

K_k – криоскопическая постоянная (для воды равна 1,86 кг*К/моль);

С_m – концентрация электролита, моль/кг.

Таким образом, задача сводится к нахождению изотонического коэффициента для раствора кислоты моляльной концентрации С_m=1,500 моль/кг. Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации α уравнением:

i = 1+α(К-1) (3)

К – число ионов, на которые распадается молекула электролита (для нашей задачи К=2)

Для раствора слабого электролита «АН» степень диссоциации определяет величину константы диссоциации К_d:

К_d= = С^/_m* α²/1-α, где (4)

С_АН, С_А, С_Н – равновесные концентрации молекул кислоты и соответствующих ионов.

Если известна концентрация ионов водорода и концентрация кислоты С^/_m, то по уравнению (4) рассчитываются величины К_d и α.

Концентрация ионов водорода в растворе ( ) определяет величину электродного потенциала нестандартного водородного электрода.

При Р_Н=101,3 кПа

Е=-(RT/F)ln , где (5)

R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль*К;

F – число Фарадея (96 487 кул/г-экв).

По уравнению (5) рассчитаем концентрацию водорода в 1,703 моляльном растворе дихлоруксусной кислоты при 0⁰ С:

ln =-EF/RT=-0,043*96 487/8,31*273=-1,828

=0,1607 г-ион/кг

В соответствии с уравнением (1^/) концентрация ионов водорода равна концентрации анионов ; концентрация молекул кислоты С_АН определяется как разность между исходной концентрацией кислоты С^/_m и концентрацией ионов водорода:

= =0,1607 г-ион/кг

С_АН= С^/_m- =1,703-0,1607=1,542 моль/кг

По уравнению (4) рассчитываем К_d:

К_d= * / С_АН=0,1607*0,1607/1,542=1,67*10^-2

Полученное значение константы диссоциации слабой кислоты соответствует температуре замерзания чистой воды – 273,15 К; при незначительных изменениях температуры (несколько градусов) можно полагать К_d постоянной.

Рассчитаем по уравнению (4) степень диссоциации для раствора кислоты с концентрацией С_m = 1,500 моль/кг. Для этого решим уравнение (4) относительно α:

С_m*α² + К_d*α - К_d=0

1,5*α² + 1,67*10^-2*α - 1,67*10^-2=0

α₁=0,636 (отрицательный корень, как не имеющий физического смысла, выбрасываем).

В соответствии с уравнением (3) изотонический коэффициент:

i=1+α(K-1)=1+0,636(2-1)=1,636

понижение температуры замерзания по уравнению (2) составит:

∆Т₃=1,636*1,86*1,5=4,564 К

Итак, температура замерзания 1,500 мольного раствора дихлоруксусной кислоты понизится на 4,564 К по сравнению с чистой водой и составит:

Т₃=273,150-4,564=268,586 К.

РАБОТА №2.

Для реакции А+В→Д начальные концентрации веществ А и В равны и составляют С_0(А)=С_0(В)=1,00 моль/л. изменение концентрации вещества А во времени при различных температурах представлено в табл. 2.1. Определить энергию активации и время, за которое 23% вещества А при Т₅=440 К превратится в продукты реакции Д.

Решение

Представим исходные данные в виде таблицы.

Таблица 2.1.

Изменение концентрации вещества А во времени при различных температурах

Чтобы решить задачу, необходимо определить вид кинетического уравнения реакции, т. е. найти значения константы скорости реакции К_i для различных температур и порядок реакции «n».

Для случая, когда С_0,А=С_0,В кинетическое уравнение в дифференциальной форме имеет вид:

V=-dc/dτ=K*Cⁿ, где (6)

V – скорость химической реакции;

К – константа скорости;

С – текущая концентрация.

Интегрирование этого уравнение дает выражение:

Кτ=(1/(n-1))(1/C^n-1 - 1/C₀ ^n-1) (7)

Зная порядок реакции «n», константу скорости «К» и исходную концентрацию С₀, можно решить поставленную задачу.

а) Порядок реакции удобно определить графически (рис. 1). Для этого по данным табл. 2.1. построим кривую изменения концентрации исходного вещества во времени при Т₁=403 К.

Рис. 1

Графически скорость реакции определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой в выбранной точке. Логарифмируя уравнение V=K*Cⁿ, получим выражение

lnV=lnK+nlnC (8)

т. е. в координатах lnV – lnС график представляет собой прямую, такгенс угла которой определяет порядок реакции (рис. 2).

Для построения этого графика найдем пять значений скорости при произвольно выбранных концентрациях, моль/л:

С₁=0,8; С₂=0,7; С₃=0,6; С₄=0,5; С₅=0,4.

На рис. 1 проводим касательные в выбранных точках и определяем тангенс наклона этих касательных к оси абцисс. Так мы получаем значение скорости Например:

при С₃=0,6 моль/л

V₃=tgα=0,95/140=6,78*10^-3

Полученные данные в таблице 2.2.

Таблица 2.2.

Скорость реакции V_i при концентрациях С_i

По данным табл. 2.2. строим график в координатах «lnV – lnС» (рис. 2), представляющей прямую. Значение «n», равное тангенсу угла наклона этой прямой к оси абцисс tgα, оказалось равным:

n = tgα = (4,18-6,20)/0,9=2,24=2

Итак, порядок реакции второй.

Рис. 2

Отрезок, который эта прямая отсекает на оси ординат, равен логарифму константы скорости при Т=403 К (lnK). Из графика на рис. 2

lnK=4,19

б) Данный метод определения порядка реакции может дать неверные результаты, т.к. зависит от точности проведения касательной к кривой (рис. 1). Поэтому для проверки определим порядок реакции по периоду полупревращения τ_0,5, т. е. времени, в течение которого претерпевает превращение половина исходного вещества С=С₀/2.

Период полупревращения (полураспада) связан с порядком реакции соотношением:

τ_0,5=(2^n-1-1)* С₀^1-n/К(n-1) (9)

логарифмируя выражение (9) и обозначив (2^n-1-1)/К(n-1)=В, получим

lnτ_0,5=lnB-(n-1)* lnС₀ (10)

уравнение (10) имеет вид прямой в координатах «lnτ_0,5 - lnС₀ ». Тангенс угла наклона этой прямой есть «n-1» или n=lnα + 1.

Определить период полупревращения при различных исходных концентрациях можно на рис. 1. При исходной концентрации С₀=1 моль/л концентрация вещества А уменьшается до значения 0,5 моль/л за 70 с, т. е. τ_0,5(1)=70 с. Аналогично определяем время при других концентрациях.

Данные сведем в табл. 2.3.

Таблица 2.3.

_{Период полупревращения τ0,5(i) при различных исходных концентрациях С0(i)}

С0(i), моль/л	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
τ0,5(i), с	70	73	90	110	150
lnС0(i)	0	- 0,105	- 0,223	- 0,356	- 0,511
lnτ0,5(i)	4,24	4,29	4,50	4,70	5,01

По данным табл. 2.3. строим график в координатах «lnτ_0,5 - lnС₀ » (рис. 3). Он представляет прямую линию, находим порядок реакции «n»:

tgα=0,52/0,40=1,30

n==tgα+1=1,30+1=2,30=2

Рис. 3

Оба способа дали одинаковое значение порядка реакции. Подставив значение n=2 в уравнение (7) получим кинетическое уравнение для рассматриваемой реакции:

Кτ=(1/С) – (1/С₀) (11)

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы