Файл: 759.pdf

рК\\ :.: рН + рОН раН = рК,\, - рН

НШКt: UPИВО,:ШТСЯ :;ависюlOСТЬ К'" от те~!ПераТ\ры

Взяв из табmщы значение Kw ,соответствующее температуре опыта и вычислив рОН, определите КОlЩекrpaцию щелочи в каждый момеlП

времени.

Начальную КОlЩенграцию эфира ( САО ) рассчигайте, исходя из его

навески, молекулярной массы и объема раствора (100 мл), а текущую

КОlЩенграцию эфира ( САО - Х ) вычиcлиre как разность между его

начальной КОlЩеlПpацией и тем, что проpearnpoвало К момешу времени t,

Рассчитайте КОНстанту скорости реакции по уравненшо (\), Кроме того,

определите ее граФически, построив rpaФИJ( зависимости \n C1-х от

c~ - х

времени,

Проведя peaкцmo при двух темпepmyрах, найдите по уравнению Аррениуса энергию активации:

www.mitht.ru/e-library

КИЮ:ТИk А PfАКЦИИ ИОДИРОВАНИЯ АПЕТОК.<\

( Тr:LlРНllчеСЮlе основы работы

РеаУ.ш!Я ИО.JI!рования ацетона в воднь[\ раствора" с.ffilсыветсяя

Предполагается, что активированный комплекс в этой стадии имеет

циклическое строение

в таком шестичленом ненапряженном цикле легко происходит

перестройка связей за счет смещения электронной плотности из

разрymaющихся связей к образующимся (это смещение указано стрелками) и одновремеюlOro перемещения атомов. Образованием тaKOro выгодноro переходноro состояния обусловлено каталитическое действие ионов

ГИДроксония.

Вторая стадия - взаимодействие енола с иодом:

СНзСОНСН: + J2 +H~ ~ СНзСОСН2J + Т + нзо+ (2)

Первая стадия является лимиmpующей, поэтому скорость реакции

определяется скоростью этой стадии.

r:: k][СНзСОСНз].[НзО+].

Так как в лимитирующей стадии иод не участвует, порядок этй реакции ПО иоду - нулевой РеакщUl может катализироваться всеми присутствующими в растворе Кllспота\1И Бренстеда и, следовательно, идет по механизму общего кислотного катализа.

Во второй <:1 aJ,ИИ рС!IIЩИИ образуется иодистоводородная кислота.

которая является каташIЗaТОРОМ, поэтому реакция иодирования является

автокатаЛlfГической К автокаталигическим реакциям относятся такие реакции. в которых в качес-тве промежуточноrо или конечного продукта образуется катализатор Скорость автокатапитической реакции S-<>брззно lависит от времени (рис 1)

www.mitht.ru/e-library

ш

.I /'/

iL.1L'/____.______

t

РИС.l

Участок 1 характеризует шщукционный период, когда происходИ1 накопление катализатора и скорость реакции ничтожно мала. Участок П

возрастающей скоростью. на участке Ш реакция идет с почти постояниой

СКОРОСТЬЮ, так каК вновь образующийся катализатор мало изменяет его

КОIЩешрацшо.

Целью работы является исследование кинетики реакции иодирования

ацетона: расчет СКОРОСТИ и консташы скорости реакции. проверка порядков

реакции по иоду, ацетону, кислоте и определение энергии активации.

Изучение скорости реакции проводиrcя в присутствии соляной

кислоты. Каталитическое действие соляной кислоты намного сильнее

действия воды, ПО'1ГОму последним можно пренебречь.

Методически наиболее удобно следить за ходом реаlЩИИ при большом избьmcе ацетона и кислоты по отношению к иоду (их КОIЩенграции в 10-20 раз больше КОlЩеmpaции иода). В '1ГОМ случае относительные изменеШIЯ

КОIЩешраций ацетона и кислоты невeлmcи и эти КОlЩеmpaции остаются

постояюIыии В каждом отдельном опьrre. Реакция идет с практически

ПОСТОЯЮIой СКОpocIЪЮ. Кинетику реакции легко изучать по изменению

КОlЩеmpации вода, КОТОрая опредеmrется колориметрически. для этого измеряют оптическую плотность (D) в максимуме поглощеШIЯ пода при

Л=490им.

D= 19 IOII

где Io и 1 - шпенсивности света до и после прохождения через раствор.

ОптичесКая плотность раствора связана с коШ{ешрацией поглощающего свет вешества по закону Ламберга-Беера:

D=ECl

где I-тО.1ЩИНа слоя, см (1 =1 c~{),

s - коэффициеш молярного поглошения, лI(мо!IЬ СМ).

Siio.!' = 100 ilI(молъ СМ),

С - КОfШеН1рация ltог:roщающсго в ЭТОЙ об.1ЗСШ :::,вета вещества.

www.mitht.ru/e-library

2. Эl'спеРlшеНТ8.!lьная ',асть

2.) .Состаюение реакциоmюй смеси

В~Iерную KO.15~ E.lеЙТе \-казаюше препо,;:rавате.lе.\1 КО.lИчества

преподавателя). Подготовьтесь к спектрофотометрическим измерениям

(отдельная инструхция у npибора).Через 10 мин. npилейте указанное преподавателем количество ацетона, содержимое колбы доведите до метки водой и тщательно перемеш8ЙТе. Сразу npиступите к измерениям.

2.2 Колориметрические измерения

ПрШ'ОТовленную реакционную смесь перелейте в рабочую кювету (не доливая 0,5 см до края), поставьте кюве1)' в терМостатированный

кюветодержатель и npoводиre измерения оптической rmотности с

интервалОМ 1 МИН. Измерения на фотоэлектроколоримeIpe npoводятся В

интервале оптической ШIотности от 0,8 до 0,1, записываются в таблицу .

3.0бработка экспериментальных данных

Рассчигайте по закону Лзмберта-Беера КOIщеmpaцию пода в

реакционной смеси для разных момешов времени, C=..Q.. моль/л.

е· I Результаты расчетов внесиre в табл.1. Постройте график в координат'(

концентрация-время и определите скорость реакции по тангенсу угла

наклона прямой. Рассчнгайте KOHcтaнry скорости реакции для данной

reмпературы

k ._. r ---

На основании экспеРIll\fСlfГа:IЬНЫХ данных решите две задачи.

www.mitht.ru/e-library

Задача I 1IpoBepKa порядка nu кuмпонентам.

для решения данной задачи используются опьrrные ,1анные о

1аВисимости скорости реакции от концентрации реагентов (при одной и той Же темпераТ"l)е). 'Эти !Iанные \ ц06но привести в табл.2

Д1tя определения порядка реакции по ацетону необходимо выбрать

опъrгы, I! которых одинаковая КОlЩентрация киc/loты и разная 1(ОIЩентрация

ацетона. Порядок можно рассчигать ПО аналитическому вариаmy метода

Ваш-Гофера:

r2

1g- n= __r!_

С2

1g -

С!

где C1, С2 -КОlЩенrpaцшl ацетона в опьrrax, [\ И r2 - СКОРОСТИ реакции в этих

onыrax. Аналогично опредеmпe порядок реакции по соляной кислоте.

Какие Эl(сперименraлъные данные подтверждают нулевой ПОРЯДОК скорости

Реа1ЩИИ по йоду?

аК1'ИВaIЩи реакции йодирования ацетоиа, испо.JIЪЗyЯ уравнение Аррениуса

где k\ И k2 - средние значения констант скорости реакции при темпеpatypax

ТlИТ2 .

www.mitht.ru/e-library

КИНЕТИКА ОБРАТИМОЙ РЕАКЦИИ МУТАРОТАЦИИ

ГJllOКОЗЫ

I.ТеореТliчеСЮfе основы работы

1 D-г.'ПОКОза И оrпические свойства ее изомеров.

Гmoкоза относится к сахарам общей ФОРМУЛЫ C6H,z06 - гексозам. Существует два анпшода г:noкозы: D-гтокоза и L-гтокоза.

Наличие асимметрических атомов углерода в молекуле гmoкозы

06ус.lовливает ее способность к вращению плоскости поляризованного'

света при прохождении его через раС11Юр гтокозы. D - гтокоза вращает плоскость поляризации вправо, L- гmoкоза - влево. D-гmoкоза в растворе существует в виде двух циклических аномеров: а-D-гmoкоза и j3-D-гmoкоза.

Они различаются положением гтокозидного гиДРОксила, Т.е.ОНГРУППЫ,

возникающей при замыкании :цикла из альдегидной груrmиpoвки, по оrnошению к др}'тим асимметрическим центрам:

в кристаллическом еОС'fояmш '3111 формы устоЙЧивы.. НО В растворе постепенно преврашаются Е равновесную смесь обеих форм. 'Этот процесс называется мутаротацией глюкозы. Из водного раствора D-гJIЮКОЗЫ

кристаллизуется чистый а·аномер

www.mitht.ru/e-library

а--- н ~-aHOMepы нмeкrr разный удельный УГОЛ вращения Угол

вращения раствора с концеmрацией вещества с= I гJмл и ТОЛЩИНОЙ слоя

УГОЛ вращения раствора -!аВИСИТ от его КOlщентрации С и толщины слоя L-

а = [а] С L , [С) = Г/МЛ, [L] =дм

Угол вращения раствора нескольких опrически активных веществ равен алгебраической сумме \т.!юв вращения отдельных опrически

активных веществ:

) .2.Кинетика некатamпической реакции мугаротации ГJПOКОЗЫ.

CKOpocrь преВращения a-D-гJпoкозы в /3-D-гJПOКОЗУ прямо

пропорционалъна ее конценграции (pea:кцmr первого порядка):

f) =k) Са.

По Мере увеличения концентрации /3-D-гJПOКОЗЫ возрастает скорость

обратной реаlЩИи:

f.) = k.) C~

Суммарная скорость реакции, измеряемая по скорости исчезновения а-О·

г!ПОкозы, будет равна:

(2)

Если раствор готовится из кристалличесКОro a-D-аномера, начальная КОJЩенграция СjЗ о =О. для тобоro другоro MOMeнra времеШl текущая концентрация компонентов будет опреде.J1ЯТЬCЯ материальным балансом:

а-аномер Са. = Са.о - Х ,

/3- аномер Ср = Х,

где х - удельная химическая переменная, равная убыли конценграции

исходного peaгeнra.

Подстановка этих концентраций в уравнение суммарной скорости

d-t

dx

- = k1 (C,'-х)-k.)х.

d't

www.mitht.ru/e-library