Порядок выполнения работы

Приборы и реактивы: термостат, секундомер, термометр, бюрет­ка вместимостью 25 см³, колба мерная вместимостью 100 см³, колба кони­ческая вместимостью 200 см³, пипетка Мора вместимостью 10 см³; растворы: серной кислоты С(H₂SO₄) = 1 моль/дм³; иодида калия или натрия ω (KI; NaI) = 0,4 %; тиосульфата натрия С(Na₂S₂О₃) = 0,05 моль/дм³; пероксида водорода ω (H₂О₂) = l %; крахмала ω [(С₆H₁₀O₅)_x] = 3 %; молибдата аммония C[(NH₄)₂MoО₄] = 0,1 моль/дм³.

Х о д р а б о т ы

1. В коническую колбу вместимостью 250 см³ последовательно прилить следующие растворы:

а) 100 см³ раствора KI (раствор отмеряют мерной колбой);

б) 5 см³ раствора H₂SO₄ (раствор отмеряют мерным цилиндром);

в) из бюретки прибавляют 1 см³ раствора Na₂S₂O₃;

г) из капельницы вносят 3 – 4 капли крахмала.

2. В колбу поместить термометр и дождаться момента, когда раствор в колбе примет заданное преподавателем значение температуры (если температура выше комнатной, то следует нагреть раствор на водяной бане, а если температура ниже комнатной, то необходимо охладить систему на ледяной бане).

3. С помощью пипетки Мора к реакционной смеси прилить 10 см³ раствора Н₂О₂. Содержимое колбы перемешать. С последней каплей Н₂О₂ включить секундомер.

4. Не выключая секундомер, отметить текущее время первого появления синего окрашивания раствора, записав его в таблицу формы 5.

5. К раствору из бюретки снова прилить 1 см³ раствора Na₂S₂O₃, смесь в колбе перемешать (окраска должна исчезнуть). Ждать следующего появления синего окрашивания раствора.

6. Не выключая секундомер, снова отметить текущее время появления синего окрашивания раствора и записать его в таблицу формы 5.

7. Прилить ещё 1 см³ раствора Na₂S₂O₃, перемешать и ждать следующего появления синего окрашивания, отмечая время появления окрашивания по часам. Эти операции продолжать до тех пор, пока число измерений не станет равным 4 или 6 в зависимости от температуры опы­та (шесть раз при комнатной и при повышенной температурах, 4 раза при пониженной температуре).

8. После последнего появления синего окрашивания раствора отметить время и выключить секундомер.

9. Из бюретки снова добавить 1 см³ раствора Na₂S₂O₃ и 2 – 3 капли раствора молибдата аммония, который является катализатором данного процесса. Смесь перемешать.

10. Полученный раствор оттитровать из бюретки раствором Na₂S₂O₃ до полного обесцвечивания. Записать общий объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование в таблицу формы 5.

11. Получить у преподавателя результаты титрования системы при другой температуре. Данные занести в таблицу формы 5.

Форма 5

Экспериментальные и расчетные данные

№ опыта	Температура опыта Т, К	Объем Na2S2О3 хi , см^3	Общий объем Na2S2О3 V, см^3	Время появления окрашивания от начала опыта, τi		Константа скорости реакции k, мин^-1		Энергия активации ЕА , кДж/моль		П, %
				мин и с	мин	ki		ЕА эксп	ЕА теор
1 2	T1 T2	x1 = 1 x2 = 2 x3 = 3 …. x1 = 1 x2 = 2 x3 = 3 ….							55,0

Обработка экспериментальных данных

1. Отдельно для каждого промежутка времени τ₁, τ₂, τ₃ и т.д. с точностью до четвертого десятичного знака вычисляем константы скорости реакции по формуле

, мин^-1,

где τ_i – время от начала опыта, мин; x_i – объем раствора Na₂S₂О₃, соответствующий τ_i , см³; V – общий объем раствора Na₂S₂О₃, пошедший на титрование, см³.

2. Рассчитываем среднее значение константы скорости данной реакции при заданной температуре опыта:

,

где m – количество измерений времени появления синего окрашивания системы.

3. По аналогии рассчитываем значение при другой температуре.

4. Вычисляем энергию активации по формуле (11):

.

5. Определяем относительную погрешность проведения опыта, считая, что теоретическое значение энергии активации данной реакции .

6. Расчетные данные заносим в таблицу формы 5.

7. Оформляем метрологическую карту средств измерения и формулируем выводы.