1612729234-f204a36a1e721af405194e29352ad3c1 (827564), страница 30

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

Текст из файла (страница 30)

Регистрация кинетической кривой

Нажмите служебную клавишу Run test. Поставьте кювету с растворителем или водой в ячейку «В» и нажмите служебную клавишу Measure blank. После окончания коррекции нулевой линии оставьте кювету в кюветном отделении.

Вставьте дискету в дисковод спектрофотометра. Выполните пробную холостую запись кинетической кривой. Для этого нажмите служебную кнопку Measure Sample. После окончания записи данные будут сохранены на дискете.

Перед записью первой кинетической кривой можно изменить имя файла данных. Впрочем, если этого не сделать, последующие кривые будут записываться под новыми именами (добавляются цифры 1 2 3 и так далее). Эти цифры будут соответствовать номерам опытов.

Приготовьте рабочий раствор №1, заполните кювету, установите её в кюветное отделение, нажмите служебную кнопку Measure Sample. После записи всех кинетических кривых перенесите данные в компьютер.

Создайте на рабочем столе компьютера свою папку. Переместите дискетку из спектрофотометра в дисковод компьютера, скопируйте полученные данные в созданную папку.

1. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ КОЛЛОКВИУМА ПО ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ

I. ФОРМАЛЬНАЯ КИНЕТИКА

1. Дайте определение следующим понятиям:

– механизм химической реакции;

– простая (сложная) химическая реакция;

– скорость химической реакции, её размерность;

– кинетическое уравнение;

– уравнение кинетической кривой;

– порядок реакции;

– константа скорости, её размерность для моно-, би- и тримолекулярной реакции;

– энергия активации.

1. Сформулируйте закон действующих масс.

2. Интегрирование кинетических уравнений простых реакций.

3. Нормальные значения предэкспоненциального множителя для моно-, би- и тримолекулярной реакции.

4. Характеристическое время (время полупревращения) моно- и бимолекулярной реакций.

5. Характеристическое время релаксации к равновесию:

– для мономолекулярной обратимой реакции

– для бимолекулярной обратимой реакции (при небольшом отклонении от равновесия.

1. Связь константы равновесия и констант скорости прямой и обратной реакции.

2. Открытые системы: реактор идеального вытеснения и полного перемешивания. Скорость реакции в стационаре для реактора идеального перемешивания.

3. Лимитирующая стадия сложного химического процесса.

4. Прямая и обратная задача химической кинетики.

5. Методы определения порядка реакции и константы скорости.

6. Метод квазистационарных концентраций. Условия его применимости (на примере).

7. Квазиравновесное приближение, условие его применимости.

II. ТЕОРИЯ СКОРОСТЕЙ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ РЕАКЦИЙ

1. Дайте определения понятиям:

– сечение соударения;

– фактор соударений;

– активированный комплекс;

– стерический фактор;

– кажущаяся и истинная энергия активации.

1. Чему приблизительно равна скорость движения молекул газа при комнатной температуре?

2. Напишите выражения для статсумм: поступательной, вращательной, колебательной. Какова их размерность? Какова их типичная величина (с точностью до нескольких порядков)?

3. Основное уравнение теории активированного комплекса:

– статистическая формулировка;

– термодинамическая формулировка.

1. Кинетический изотопный эффект.

2. Кинетика реакций в жидкой фазе:

а) диффузионный и кинетический контроль;

б) скорость диффузионно-контролируемой реакции в жидкости;

в) солевой эффект. Когда проявляется?

III. КАТАЛИЗ. СЛОЖНЫЕ И ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ

1. Катализ (определение).

2. Гомогенный и ферментативный катализ. Уравнение Михаэлиса – Ментен. Константа Михаэлиса.

3. Гетерогенный катализ:

– изотерма адсорбции Ленгмюра;

– основные стадии гетерогенной каталитической реакции;

– механизм Ленгмюра – Хиншельвуда каталитической реакции.

1. Автокатализ (определение).

2. Колебательные реакции. Схема Лотка (написать систему кинетических уравнений и найти решение).

3. Цепные реакции (определение).

4. Неразветвлённые и разветвлённые цепные реакции. Основные стадии.

12. СПИСОК УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ

Рекомендуемая литература

Березин И. В., Клёсов А. А. Практический курс химической и ферментативной кинетики. М.: Изд-во МГУ, 1976.

Вишняков А. В., Кизим Н. Ф. Физическая химия. М.: Химия, 2012.

Гаммет Л. Основы физической органической химии: Пер. с англ. М.: Мир, 1972.

Замараев К. И. Химическая кинетика. Курс лекций: Учеб. пособие. Новосибирск: НГУ, 2004. Ч. 1– 3.

Еремин Е. Н. Основы химической кинетики. 2-е изд. М.: Высш. шк., 1976.

Карапетьянц М. Х. Химическая термодинамика. 3-е изд. М.: Химия, 1975.

Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. СПб.: Иван Федоров, 2003.

Кубасов А. А. Химическая кинетика и катализ. М.: МГУ, 2004. Ч. 1. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kubasov/all.pdf

Ч. 2. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kubasov/all1.pdf

Кудряшева Н. С., Бондарева Л. Г. Физическая химия: учебник для бакалавров. М.: Издательство Юрайт, 2014.

Мелвин-Хьюз Э. А. Физическая химия. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.

Пармон В. Н. Термодинамика неравновесных процессов для химиков с приложениями к химической кинетике, катализу, материаловедению и биологии. Долгопрудный: Издат. дом «Интеллект», 2015.

Практикум по физической химии. Термодинамика / Под ред. Е. П. Агеева, В. В. Лунина. М.: изд. центр «Академия», 2010. 224 с.

Практикум по физической химии. Кинетика и катализ. Электрохимия / Под ред. В. В. Лунина, Е. П. Агеева. М.: изд. центр "Академия", 2012. 304 с.

Практикум по физической химии. Физические методы исследования / Под ред. М. Я. Мельникова, Е. П. Агеева, В. В. Лунина. М.: изд. центр "Академия", 2014. 526 с.

Практические работы по физической химии / Под ред. К. П. Мищенко, А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. СПб.: изд-во «Профессия», 2002. 384 с.

Уманский С. Я. Теория элементарных химических реакций. Долгопрудный: Издат. дом «Интеллект», 2009.

Экспериментальные методы физической химии / Под ред. В.Н. Пармона, В.А. Рогова. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2017 – 408 с.

Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики, 4-е изд. М.: Высш. шк., 1984.

Учебные видеофильмы⁸

1. Рогов В. А., Ложкина Н. В. Озерова А. М. Сольволиз трет-бутилхлорида. (Лабораторная работа К-3. 10 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

2. Rogov V. A., Lozhkina N. V., Muravyov V. V., Nasimov A. V. Solvolysis of tert-butyl chloride (Laboratory work K-3. 10 min). Novosibirsk: NSU, 2015.

3. Ложкина Н. В., Рогов В. А., Шлотгауэр А. А. Омыление этилацетата. (Лабораторная работа К-4. 14 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

4. Рогов В. А., Дубовицкая В. П. Этанолиз пикрилхлорида. (Лабораторная работа К-5. 7 мин). Новосибирск: НГУ. 2011.

5. Кириллова Л. Н., Шумилова Т. А., Рогов В. А. Изучение кинетики реакции йодирования ацетона. Спектрофотометр Agilent. (Лабораторные работы К-7, К-8. 12 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

6. Пархомчук Е. В., Козлов Д.В., Кириллова Л. Н. Изучение кинетики реакции йодирования ацетона. Спектрофотометр Shimadzu. (Лабораторные работы К-7, К-8. 5 мин). Новосибирск: НГУ, 2009.

7. Рогов В. А., Кириллова Л. Н. Изучение кинетики реакции йодирования ацетона. Спектрофотометр Cary-50. (Лабораторные работы К-7, К-8. 9 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

8. Рогов В. А., Радюш В. А., Новикова Е. Д. Изучение кинетики реакции йодирования ацетона. Спектрофотометр Thermospectronics. (Лабораторные работы К-7, К-8. 15 мин). Новосибирск: НГУ, 2016.

9. Дубовицкая В. П., Рогов В. А. Взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами. (Лабораторная работа К-9. 5 мин). Новосибирск: НГУ, 2011.

10. Кириллова Л. Н., Нагорникова С. И., Хомиченко Н. Н., Рогов В. А. Щелочной гидролиз паранитроацетанилида. (Лабораторная работа К-10. 10 мин). Новосибирск: НГУ, 2013.

11. Дубовицкая В. П., Рогов В. А. Влияние ионной силы раствора на кинетику реакции взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами. (Лабораторная работа К-12. 7 мин). Новосибирск: НГУ, 2011.

12. Рогов В. А., Резепова Д. О., Кириллова Л. Н. Кинетика реакции азосочетания и измерение величины кинетического изотопного эффекта. (Лабораторная работа К-14. 15 мин). Новосибирск: НГУ, 2013.

13. Рогов В. А., Кириллова Л. Н., Харламова В. Ю., Хохлова М. О. Окисления NO кислородом в газовой фазе. (Лабораторная работа К-15. 12 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

14. Лузгин М. В., Кириллова Л. Н., Алексеева А. Н., Рогов В. А. Автокаталитическая реакция окисления щавелевой кислоты перманганатом калия. (Лабораторная работа К-16. 18 мин). Новосибирск: НГУ, 2012.

15. Апарцин Е. К., Сухих Т. С., Сапченко С. А., Скобелев И. Ю., Харитонов М. О., Лузгин М. В., Лысова А. А. Реакция Белоусова – Жаботинского. (Лабораторная работа К-17. 19 мин). Новосибирск: НГУ, 2008.

16. Дубовицкая В. П., Рогов В. А. Гомогенный катализ диспропорционирования Н₂О₂ аква-ионами Fе²⁺. (Лабораторная работа К-18. 6 мин). Новосибирск: НГУ, 2011.

17. Усатенко Д.О., Столярова Е.А., Пархомчук Е. В., Козлов Д. В., Коваленко Г. А. Определение кинетических параметров ферментативного окисления глюкозы кислородом под действием глюкозооксидазы. (Лабораторные работы К-19, К-20. 10 мин). Новосибирск: НГУ, 2014.

18. Рогов В. А. Каталитическая установка с проточным реактором. (Лабораторная работа К-21, 20 мин). Новосибирск: НГУ, 2008.

19. Рогов В. А., Люлюкин М. Н. Кинетика реакции каталитического окисления метана. (Лабораторная работа К-22. 12 мин). Новосибирск: НГУ, 2017.

20. Антонов А. А., Степанов А. Г., Талзи Е. П. Выполнение лабораторных работ по теме: Спектроскопия ЯМР в практикуме по химической кинетике. (Теория метода. Лабораторные работы Я-4–Я-6. 72 мин). Новосибирск: НГУ, 2013.

21. Ганина М. Д., Матвеева А. М., Селищев Д. С. Определение селективности образования СО₂ при фотокаталитическом окислении углеводородов С6. (Курсовая работа. 23 мин). Новосибирск: НГУ, 2017.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. РеакциИ первого и второго порядка 6

1.1. Кинетические уравнения простых реакций . 6

1.2 Лабораторные работы 7

1.2.1. Работа К-3. Изучение кинетики реакции сольволиза

трет-бутилхлорида. (Кондуктометрия) 7

1.2.2. Работа К-4. Изучение кинетики реакции омыления

этилацетата. (Кондуктометрия) 16

1.2.3. Работа К-5. Изучение кинетики реакции этокси-

дехлорирования пикрилхлорида. (Потенциометрия) 26

Контрольные вопросы 30

Библиографический список 31

3. Определение кинетических параметров

СЛОЖНЫХ РЕАКЦИЙ 31

2.1. Прямая и обратная задача химической кинетики.

Квазиравновесное и квазистационарное приближение 31

2.2 Лабораторные работы 33

2.2.1. Работа К-6. Реакция бис(салицилальдегидата)

меди(II) с анилином. (Спектрофотометрия) 33

2.2.2. Работа К-7. Изучение кинетики реакции йодиро-

вания ацетона. 36

2.2.3. Работа К-8. Нахождение истинной константы скоро-

сти реакции йодирования ацетона и константы равновесия

протонирования ацетона (Спектрофотометрия) 41

2.2.4. Работа К-9. Определение энергии активации реакции

взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами.

(Визуальное наблюдение) 44

2.2.5. Работа К-10. Щелочной гидролиз паранитро-

ацетанилида. (Спектрофотометрия) 47

Контрольные вопросы 54

Библиографический список 55

Приложение 2.1 56

2.2.6. Работа Я-6. Определение кинетических параметров

заторможенного вращения метильных групп в

N,N-диметилформамиде. (ЯМР спектроскопия) 56

2.2.7. Работа Я-8. Изучение процесса аномеризации

D-глюкозы в водном растворе. (ЯМР спектроскопия) 66

Контрольные вопросы 73

Библиографический список 73

Приложение 2.2 74

3. ТЕОРИЯ АКТИВИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛИРОВКА 76

3.1. Уравнение Бренстеда – Бьеррума. Солевой эффект 76

3.2 Лабораторные работы 77

Характеристики

Список файлов лабораторной работы