12220

Кинетика каталитического разложения перекиси водорода

Лабораторная работа

Химия и фармакология

Лабораторная работа №2 Кинетика каталитического разложения перекиси водорода. выполнил студент 3 курса 7 группы Криштафович А.В. Цель работы: Определить порядок реакции константы скорости при двух температурах и вычислить энергию активации каталитического разл

Русский

2013-04-24

293 KB

52 чел.

Лабораторная работа №2

Кинетика каталитического разложения перекиси водорода.

выполнил

студент 3 курса 7 группы

Криштафович А.В.

Цель работы: Определить порядок реакции, константы скорости при двух температурах и вычислить энергию активации каталитического разложения перекиси водорода.

Суть метода.

Метод основан на измерении объёма кислорода, выделяющегося в процессе реакции разложения перекиси водорода, катализируемой CuSO4.

Ход работы:

  1.  Уравнения химической реакции:

H2O2 → 2OH - инициирование

OH + H2O2HO2 + H2O               (1)

Cu2+ + HO2Cu+ + H+ + O2-         (2)

Cu+ + H2O2Cu2+ + OH + OH-     (3)

Cu+ + HO2 → Cu2+ + HO2- - обрыв цепи

II. Используемые кинетические уравнения:

                                                                                            (1)

Wt – скорость реакции в момент времени t;

(a - at)t-1 – концентрация исходного вещества до момента времени t;

(a - at)t+1 – концентрация исходного вещества после момента времени t;

tt-1 – момент времени до t;

tt+1 – момент времени после t;

                                                                                                (2)

n – порядок реакции разложения H2O2;

a - объём выделившегося O2 к концу реакции;

at - объём выделившегося O2 к моменту времени t;

kn – константа скорости реакции разложения H2O2.

                                                                                                   (3)

Eaэнергия активации разложения H2O2;

T1,T2 – температуры проведения реакции;

- константы скорости при соответствующих температурах

  1.  Практическая часть работы:


Таблица 1.

Данные для реакции разложения H2O2 при 312К.

t, мин

at, мл

a - at, мл

Скорость реакции vt, мл/мин

lg(a-at)

lg vt

0

0

108

6,25

2,033

2

12,5

95,5

5,43

1,980

7

38

70

4,67

1,845

12

56

52

3,88

1,716

0,589

0,043

17

66

42

3,27

1,623

0,515

0,043

22

72

36

2,89

1,556

0,461

0,041

27

78

30

2,56

1,477

0,409

0,040

32

82

26

2,32

1,415

0,366

0,038

37

86

22

2,12

1,342

0,326

0,038

42

89

19

1,96

1,279

0,292

0,037

47

92

16

1,204

108

0

0

Таблица 2.

Данные для реакции разложения H2O2 при 320К.

t, мин

at, мл

a - at, мл

Скорость реакции vt, мл/мин

lg(a-at)

lg vt

0

0

108

14,00

2,033

2

28

80

10,00

1,903

4,5

45

63

10,00

1,799

7

70

38

8,00

1,580

0,903

0,110

9,5

76

32

6,75

1,505

0,829

0,101

12

81

27

5,79

1,431

0,763

0,096

14,5

84

24

5,12

1,380

0,709

0,088

17

87

21

4,62

1,322

0,664

0,084

19,5

90

18

4,18

1,255

0,621

0,081

22

92

16

3,84

1,204

0,584

0,078

24,5

94

14

3,52

1,146

0,546

0,075

27

95

13

1,114

108

0

0


Рис. 1. График зависимости (
a - at) от t (изменение разности объёмов кислорода во времени).

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 2. График зависимости vt от t (изменение скорости реакции во времени). 

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 3. График зависимости lgvt от lg(a - at).

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 4. График зависимости lg(a - at) от t.

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Вывод. Изучена теория по каталитическому разложению H2O2 и определён порядок реакции при CuSO4 в качестве катализатора; а также константы скорости для 2-х различных температур и энергия активации реакции разложения перекиси водорода.


Рис. 1. График зависимости (
a - at) от t (изменение разности объёмов кислорода во времени).

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 2. График зависимости vt от t (изменение скорости реакции во времени). 

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 3. График зависимости lgvt от lg(a - at).

при T1 = 312K

при T1 = 320K

Рис. 4. График зависимости lg(a - at) от t.

при T1 = 312K

при T1 = 320K