Студент: фамилия, и.,о.                               группа

Отчет к лабораторной работе

Химическая кинетика

 

Цель работы:  исследование зависимости скорости химической реакции:

1) от концентрации реагирующих веществ;

2) от температуры процесса;

3) расчет энергии активации реакции.

 

Скоростью химической реакции (υ) называется: _______________________

_________________________________________________________________.

Скорость реакции зависит от следующих факторов:

1._____________________________2.______________________________

3.____________________________4. _______________________________

Зависимость скорости химической реакции от концентрации (C) реагирующих веществ описывается Законом…………………………………………………

Кинетическое уравнение (как частный случай Закона действующих масс) это функциональная зависимость:_______________________________________ ___________________________________________________

Константа скорости:_______________________________________________, численное значение константы скорости определяется:____________________.

Влияние температуры на скорость реакции описывается:   

1) эмпирическим правилом Вант-Гоффа (формулировка и математическая запись)

__________________________________________________________________;

2) уравнением Аррениуса (логарифмическая и экспоненциальная формы уравнения)_________________________________________________________

Энергия активации (Е_А) это − ____________________________________________________________________________________________________________________________________.

Единицы измерения Е_А: __________________.

 

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

υ = f (C)

Исследуемая реакция в молекулярном виде:                                               Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SO₃ + S

 Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = S + H₂O + SO₂ + Na₂SO₄.

Ионный вид уравнения: (S₂O₃)^2- + 2H⁺ → S + H₂O + SO₂ + (SO₄)^2-.

 

Кинетическое уравнение (закон действующих масс) для данной реакции при переменной концентрации реагирующих веществ имеет вид: ____________________________________________________________ .     

Кинетические уравнения и вид теоретических графических зависимостей (рис.2, рис.3) при постоянстве концентрации одного из реагирующих веществ:

а) С(H⁺) = const, υ = __________;        б) С(S₂O₃^2-) = const,   υ = _________

υ

υ

С(H+)

Рис.2. υ = f (C(S2O32-))

Рис.3. υ = f (C(H+))

С(S2O32-)

Таблица 2

Экспериментальные данные υ = f (C)

№ системы	Объём реагентов, мл			С(S2O32-)	Время (τ, с) появления голубого окрашивания	Относительная скорость ύ = 1/τ , с-1
	А	Б	В
1	1	2	1	1С
2	2	1	1	2С
3	3	0	1	3С

Реагенты: А- тиосульфат натрия (Na₂S₂O₃), Б- вода (H₂O), В – серная кислота (H₂SO₄)

ύ∙102,  с-1

С(S2O32-)

Рис.4. Экспериментальная зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфат иона

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры.

υ = f (Т) или ln(ύ) = f (1/Т)

Исходные концентрации реагирующих  веществ во всех системах   С(Na₂S₂O₃) и   С(H₂SO₄) одинаковы.

Математическая запись правила Вант-Гоффа ___________ ___________.

Уравнение Аррениуса в логарифмическом виде это уравнение прямой линии:

ln⁡(ύ) .

Таблица 3

Экспериментальные данные:   υ = f (Т) или ln(ύ) = f (1/Т)

№ системы	Температура		(1/T)∙103	Время (τ) появления голубого окрашивания, с	Относительная скорость ύ = 1/τ , с-1	−ln(ύ)
	t,0C	T, K
1
2
3

 

а)                                                                            б)  

 

Рис.5. Графики экспериментальных зависимостей: а) υ = f (Т); б) ln(ύ) = f (1/Т) )∙103

− ln(ύ)

t0, C

(1/T)∙103

ύ∙102, с-1

              

 

 

                                  

Расчет температурного коэффициента (коэффициента Вант-Гоффа - γ).

γ₁ = ύ₃/ ύ₂, γ₂ = ύ₂/ ύ₁, γ_сред = (γ₁ + γ₂)/2.

Выводы по работе:

1.__________________________________________________________

__________________________________________________________

2.__________________________________________________________

__________________________________________________________

3.__________________________________________________________

__________________________________________________________

 

 

Студент: фамилия, и.,о.                               группа

 

                             Лабораторная работа № 5

 

Химическое равновесие

Выполняется для бакалавриата)

Цель работы: изучить влияние различных факторов на состояние равновесия, научиться прогнозировать сдвиг равновесия при действии различных факторов.

Рекомендации: при подготовке к работе необходимо повторить разделы «Химическая термодинамика», «Химическая кинетика» и ответить на все контрольные вопросы.

 Важнейшие понятия: химическое равновесие, константа равновесия, уравнения изобары и изотермы реакции.

Следует уметь: приводить выражения кинетической и термодинамической констант равновесия; рассчитывать и связывать константу равновесия со свободной энергией Гиббса; определять направления смещения равновесия и оптимальные условия протекания процессов, используя принцип Ле- Шателье; рассчитывать температуру равновесного состояния системы.

 

Краткая теоретическая часть

    Устойчивое равновесное состояние термодинамических систем характеризуется следующими общими условиями:

 1) неизменностью равновесного состояния системы при сохранении внешних условий;

 2) подвижностью равновесия (самопроизвольным восстановлением равновесия после прекращения внешнего воздействия, вызвавшего незначительное отклонение системы от положения равновесия);

 3) динамическим характером равновесия, т.е. установлением и сохранением его вследствие равенства скоростей прямого и обратного процессов;

 4) возможностью подхода к состоянию равновесия с двух противоположных сторон;

 5) минимальным значением изменения изобарно-изотермического или изохорно-изотермического потенциалов ( ). Выражением этих условий является закон действия масс (константы равновесия).

    Для химической реакции в общем виде ,

протекающей в газовой фазе в изобарно-изотермических условиях, константа равновесия имеет вид: ; ;

где C и P- равновесные значения концентраций веществ (в моль/л), парциальных давлений в кПа, соответственно.

Константа равновесия, выраженная через парциальные давления компонентов газовой смеси, связана с константой К_с соотношением: , где  - изменение числа молей газа в реакции, .

В основе термодинамического расчета констант равновесия и равновесных выходов продуктов лежит уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа: , где  - произвольные парциальные давления и молярные концентрации начальных веществ и продуктов реакции.

Для стандартного состояния системы, уравнения химического сродства имеют вид:  .

Для расчета константы равновесия можно применить уравнение изобары Вант-Гоффа    .

 

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 298; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!