1612729234-f204a36a1e721af405194e29352ad3c1 (827564), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Отчёт о работе К-4 должен содержать:

– дату выполнения работы;

– значение константы скорости реакции;

– a, b и T C – значения начальной концентрации этилацетата, щёлочи и данные о температуре проведения опыта;

– кинетическую кривую, т. е. график зависимости УЭП раствора от времени;

– график, по которому определяли константу скорости реакции;

– измеренное и справочное значение удельной электропроводности контрольного раствора KCl.

Указание: начальную концентрацию этилацетата следует определять по убыли щёлочи.

Другие варианты выполнения работы К-4

Описание метода обработки результатов дано для варианта 1, когда начальная концентрация этилацетата меньше начальной концентрации щёлочи. Можно выполнять работу К-4 и при другом выборе начальных концентраций.

Вариант 2. Начальная концентрация этилацетата больше начальной концентрации щёлочи: Работу можно выполнять по описанию, данному для варианта 1. Поскольку щёлочь в этом опыте расходуется полностью и = , то нет необходимости готовить раствор № 1. Достаточно измерить начальную электропроводность, снять кинетическую кривую и измерить электропроводность после завершения реакции.

Вариант 3. Начальная концентрация этилацетата равна начальной концентрации щёлочи: Зависимость концентрации щёлочи от времени находят так же, как и для варианта 1. Однако формула (1.4) не пригодна для расчёта константы скорости. Вместо неё следует использовать соотношение

где С и С₀ – текущая и начальная концентрации щёлочи (или, что то же, этилацетата).

Вариант 4. Начальная концентрация этилацетата много больше начальной концентрации щёлочи: Работу можно выполнять аналогично варианту 2. Поскольку концентрация этилацетата мало меняется в ходе реакции, её можно считать постоянной, а экспериментальные данные обработать по уравнению псевдопервого порядка:

Вариант 5. Определение порядка реакции по одному из реагентов из зависимости скорости реакции от концентрации этилацетата. Если начальная концентрация щёлочи равна 0,02 М, можно выбрать следующие начальные концентрации этилацетата: 0,005; 0,01; 0,02; 0,03; 0,05 М. Нет смысла снимать всю кинетическую кривую, достаточно ограничиться начальным участком. Затем следует построить зависимость логарифма начальной скорости от логарифма начальной концентрации этилацетата, из наклона найти искомый порядок по этилацетату.

1.2.3. Работа К-5. Изучение кинетики реакции этоксидехлорирования пикрилхлорида. (Потенциометрия)

В данной работе исследуется кинетика этоксидехлорирования пикрилхлорида. Метод потенциометрического титрования применяется для определения концентрации ионов Cl^–, образующихся при замещении атомов хлора на этокси-группы.

Скорость этой реакции сильно возрастает в присутствии фторидов щелочных металлов, в частности KF. Механизм действия фторидов, вероятно, связан с образованием алкокси-ионов:



Известно, что реакция имеет первый порядок по пикрилхлориду. Зависимость скорости реакции от концентрации фторида калия является нелинейной, однако при значительном избытке KF порядок реакции по фториду можно считать близким к первому. Это позволяет в качестве первого приближения вести расчёт константы скорости по уравнению

где х – концентрация ионов Cl^–, а – начальная концентрация хлористого пикрила, b – начальная концентрация фторида. Множитель (b – х) учитывает убыль фторида калия по реакции

Кинетику реакции изучают путём отбора проб с последующим потенциометрическим титрованием раствором АgNО₃. Реакцию проводят при температуре 35–45 ^С при начальной концентрации хлористого пикрила 0,01 моль/л.

Целью работы является определение константы скорости реакции второго порядка.

Экспериментальная часть

Необходимое оборудование и материалы

– мерные колбы: на 50 мл – 2 шт., на 100 мл – 1 шт;

– стаканчики на 50 мл – 7 шт.;

– цилиндры: на 100 мл – 2 шт., на 10 мл – 1 шт.;

– пипетка Мора на 10 мл;

– бюретка для титрования;

– магнитная мешалка;

– иономер («Анион 4101» или иной);

– ионоселективный электрод (ЭЛИС-131Cl или иной);

– электрод сравнения (ЭСр-10101 или иной);

– жидкостный термостат;

– пикрилхлорид;

– 0,25 М спиртовый раствор калия фтористого;

– 0,02 М раствор азотнокислого серебра;

– 0,02 N раствор серной кислоты;

– этиловый спирт.

Рис. 1.3. Установка для потенциометрического титрования: 1 – ионоселективный электрод; 2 – электрод сравнения; 3 – солевой мостик²; 4 – иономер; 5 – микробюретка; 6 – якорёк магнитной мешалки. Микробюретка имеет объём 5 мл и заполнена раствором АgNО₃

При титровании изучают зависимость ЭДС ячейки от объёма приливаемого раствора АgNО₃ и находят точку эквивалентности, в которой наблюдается скачок потенциала. По этим данным определяют концентрацию ионов Cl^– в момент отбора пробы.

Для освоения метода потенциометрического титрования желательно провести пробное титрование стандартного 0,01 M раствора KCl. Для этого в стаканчик на 50 мл нужно налить 5 мл стандартного раствора KCl, добавить 15–20 мл дистиллированной воды и титровать 0,02 M раствором АgNО₃, вводя его по каплям. При этом необходимо записывать объём прибавляемого раствора АgNО₃ и значения ЭДС, измеренные по иономеру. Установка для потенциометрического титрования показана на рис. 1.3.

Подготовка к выполнению работы

Рассчитайте навеску пикрилхлорида исходя из того, что концентрация рабочего раствора 0,01 М и объём раствора 100 мл. Взвесьте навеску и перенесите её в колбу 1 на 100 мл, добавьте 40 мл спирта, перемешайте до полного растворения. В колбу 2 на 50 мл налейте 40 мл раствора калия фтористого, в колбу 3 на 50 мл налейте 30 мл спирта. Колбы с растворами поместите в термостат на 15 мин. Опыты проводят при температуре 35 или 45 ^С. Рассчитайте начальную концентрацию KF в рабочем растворе.

Начало опыта

Для задания требуемой температуры нажмите на термостате клавишу «ввод». Клавишами «вправо», «влево» выбирайте нужный разряд. Клавишами «вверх», «вниз» выставьте значение температуры и нажмите «ввод».

После термостатирования достаньте колбы из термостата, перелейте раствор калия фтористого из колбы 2 в колбу 1, доведите до метки спиртом из колбы 3, перемешайте, включите секундомер. Поместите колбу 1 в термостат.

Отбор проб

В стаканчики для титрования налейте по 10 мл раствора серной кислоты. Через 10 мин из реакционной колбы 1 пипеткой Мора отберите 10 мл раствора в стаканчик для титрования, при этом реакция останавливается. Стаканчик поставьте на магнитную мешалку, поместите в него якорёк магнитной мешалки и электроды.

Титрование

Запишите начальное значение ЭДС и начинайте прибавлять из бюретки раствор азотнокислого серебра. При титровании первой пробы прибавляйте по 0,05 мл и записывайте значения ЭДС, регистрируемые иономером. При титровании следующих проб увеличьте объём прибавляемой порции титранта, однако при приближении к точке эквивалентности, вновь уменьшите порцию добавляемого раствора до 0,05 мл. При достижении точки эквивалентности наблюдается скачок ЭДС, после этого добавьте ещё 8–10 порций титранта, при этом рост ЭДС постепенно замедляется. После окончания каждого титрования электроды поместите в стаканчик с дистиллированной водой. Последующие 6–9 проб отбирайте с интервалом 7–15 мин в зависимости от температуры реакции.

После окончания измерений постройте кривые титрования (зависимость ЭДС ячейки от количества добавленного титранта). Кривая титрования имеет S-образный вид, в точке эквивалентности наблюдается скачкообразное изменение ЭДС ячейки, а на дифференциальной кривой – резкий максимум. По кривым титрования рассчитайте изменение со временем концентрации ионов Cl^– в реакционной колбе. Полученные результаты занесите в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Результаты измерений

Постройте зависимость концентрации [Cl^–] от времени. Найдите значение [Cl^–]^ и значение времени полупревращения пикрилхлорида, используя функцию

Постройте график зависимости от времени величины

Из наклона прямой найдите константу скорости, оцените точность её определения.

Предложите другой способ расчёта константы скорости для данных условий проведения реакции.

Отчёт о работе К-5 должен содержать:

– дату выполнения работы;

– значение константы скорости реакции;

– данные о температуре проведения опыта;

– значения навески и начальной концентрации хлористого пикрила;

Характеристики

Список файлов лабораторной работы