Reaktsiooni protsessid II - Labor 1 (0)

Tallinna Tehnikaülikool - Keemia - Füüsikaline keemia

1 Hindamata

Lõik failist

Tallinna Tehnika Ülikool
Keemiatehnika instituut

Reaktsiooni protsessid II
“”

Üliõpilased:
Õppejõud: Inna Kamenev
Esitatud: 7.12.2005

Tallinn 2005
1. Töö eesmärk
Osooni lagunemisreaktsiooni järgu ning kiiruskonstandi määramine
2. Teoreetilised alused
Kui keemilise reaktsiooni
A→ produktid
jaoks on leitud, et reaktsiooni kiirus on proportsionaalne reagendi kontsentratsiooniga , siis nimetatakse seda reaktsiooni 1. järku reaktsiooniks ning reaktsiooni kiirus avaldub järgmiselt:
Reaktsiooni kiirus = rA = = kccA
kus ca on reagendi A kontsentratsioon,
kc - kiiruskonstant
τ - aeg.
n-järku reaktsiooni kiiruse võrrand, kui komponentide lähtekontsentratsioonid on võrdsed, on järgmine
rA = = kccAn
Üldjuhul kehtib stöhhiomeetrilise võrrandi
n1A+n2B+n3C+...→ produktid
korral järgmine kineetiline võrrand
rA = = kccAn1cBn2ccn3
Reakstiooni järk on astmenäitajate summa n1+n2+n3+... , kus reaktsiooni järk komponendi A suhtes on n1, komponendi B suhtes n2 jne.
Lihtsamad diferentsiaalsed ja integraalsed kineetikavõrrandid:
Kineetikavõrrandid

Keemilise reaktsiooni katseandmetest saadud sõltuvuse ca = f (τ) põhjal on võimalik määrata rektsiooni järk ning kiiruskonstant kas integraalsel või diferentsiaalsel meetodil.
Integraalse meetodi korral kontrollitakse, kas eksperimentaalselt saadud kontsentratsiooni sõltuvus ajast vastab mingile Tabelis 1 esitatud integraalsele funktsioonile (selleks tuleb tabelis esitatud integraalne võrrand viia kujule ca = f (τ)).
Diferentsiaalse meetodi kasutamisel lineariseeritakse võrrand
y = ln rA = ln = ln kc +nln c A
ning kas analüütiliselt või graafiliselt leitakse kiiruskonstant kc ja reaktsiooni järk n.
3. Katsemetoodika
Antud töös uuritakse osooni lagunemisreaktsiooni kineetikat
2O3 → 3O2
Katseline töö koosneb järgmistest etappidest:

vee küllastamine osooniga,

osooni kontsentratsiooni muutumise määramine lagunemisreaktsiooni käigus
Vesi küllastatakse osooniga poolperioodses osoneerimisreaktoris. Selleks barboteeritakse vett õhu-osooni seguga . Osoneerimise aeg on 15 - 20 minutit.
Kui osoneerimine lõpetatakse, algab osooni lagunemine . Lagunemisreaktsiooni kineetika määramiseks võetakse teatud ajavahemike järel lahusest proove. Selleks kasutatakse 10-ml süstlaid. Osooni kontsentratsioon vees määratakse indigo-meetodil.
Osooni määramine vees
Põhineb osooni reaktsioonil kaaliumindigotrisulfonaadiga ( KITS ), mille happelise vesilahuse värvuse alanemine on lineaarses sõltuvuses ärareageerinud osooni hulgast.
Lahused :
Põhilahus: 1 l mõõtkolbi valatakse 500 ml destilleeritud vett, lisatakse I ml kontsentreeritud H3PO4, lisatakse 770 mg KITS-ti ja segatakse kuni KITS lahustub. Seejärel täidetakse mõõtkolb kriipsuni, suletakse kolb ja segatakse kolvi sisu hoolikalt läbi. Saadud lahust säilitatakse pimedas . Lahus on töökõlbulik kui tema sajakordse lahjenduse optiline tihedus mõõdetuna 600 nm juures 1 cm küvetis on
suurem kui 0,16.
Töölahus I: 1 l mõõtkolbi valatakse 500 ml destilleeritud vett, lisatakse 10 g NaH2PO4 *2H2O , 7 ml kontsentreeritud H3PO4 ja 20 ml põhilahust. Saadud lahus segatakse, täidetakse mõõtkolb kriipsuni ja segatakse uuesti.
Töölahus II: 1 l mõõtkolbi valatakse 500 ml destilleeritud vett, lisatakse 10 g NaH2PO4 *2H2O , 7 ml kontsentreeritud H3PO4 ja 100 ml põhilahust. Saadud lahus segatakse, täidetakse mõõtkolb kriipsuni ja segatakse uuesti.
Kuna oletatav osooni kontsentratsioon vees on suurem kui 0,3 mgO3 /l , siis mõõtelahuse valmistamiseks 10-ml süstlasse imetakse 6 ml töölahust II. Süstal
täidetakse osooni sisaldava veega, ja segatakse.
Võrdluslahuse valmistamiseks imetakse süstlasse 6 ml töölahust II. Süstal täidetakse
osooni mittesisaldava veega ja segatakse.
Määratakse saadud lahuste optiline tihedus 600 nm juures 1 cm küvetis destilleeritud
vee suhtes.
4. Töö ülesanne

Osooni lagunemisreaktsiooni katseline uurimine
Sõltuvuste CO3 = f (τ) ning lnCO3 = f (τ) graafiline esitamine
Reaktsiooni kiiruskonstandi ja reaktsiooni järgu määramine integraalse ning
diferentsiaalse meetodiga.
Saadud kiiruse võrrandi järgi sõltuvuse CO3 = f (τ) arvutamine, ning
arvutustulemuste võrdlemine katsetulemustega.

5. Katseandmed
τ,
min
KITS,
ml
Proov ,
ml
Dest vesi,
ml
Lahjendus
Optiline tihedus
CO3,
mg/1
Mõõdetav lahus
Võrdlus-lahus
0
6
10
0,546
0,941
5
6
10
0,620
0,941
10
6
10
0,715
0,941
20
6
10
0,856
0,941
30
6
10
0,917
0,941
40
6
10
0,939
0,941
KITS - kaaliumindieotrisulfonaat
6. Arvutused
6.1 Osooni kontsentratsiooni arvutamine
Osooni kontsentratsiooni leiame valemist:
Co3= mgO3/l
10 - süstla maht, ml.
∆ABS - mõõtelahuse ja võrdluslahuse optiliste tiheduste vahe,
0.42 - koefitsient,
L - küveti pikkus, cm,
Vproov - süstlasse imetud proovi (osooni sisaldava vee) maht, ml,
n - lahjendus.
Kuna me ei teinud lahjendust n=1
L=1,002 cm
Vproov =4 ml
Saame osooni kontsentratsiooni
Co30 =2,34 mgO3/l
Co31 =1,91 mgO3/l
Co32 =1,34 mgO3/l
Co33 =0,50 mgO3/l
Co34 =0,14 mgO3/l
Co34 =0,01 mgO3/l

6.2 Sõltuvuste CO3 = f (τ) ning lnCO3 = f (τ) graafiline esitamine
t, min
Co3,mg/l
lnCo3,mg/l
0
2,34
0,850
5
1,91
0,647
10
1,34
0,293
20
0,50
-0,693
30
0,14
-1,966
40
0,01
-4,605
Graafik 1 Osooni kontsentratsiooni sõltuvus ajast
Graafik 2
6.3 Reaktsiooni kiiruskonstandi kc ja reaktsiooni järgu n määramine:
- integraalse meetodiga
Kuna graafikust nr.1 on näha, et sõltuvus cO3 = f (τ) ei ole lineaarne, tähendab, et osooni lagunemine ei ole 0 järku reaksioon .
Kuna graafikust nr.2 on näha, et sõltuvus lncO3 = f (τ) on lineaarne, tähendab, et osooni lagunemine on 1 järku reaksioon (n=1)
Graafikust 2 saime sirge võrrandi
lncO3=1, 3731 -0,1306τ
ning kuna 1 järku reaktsiooni jaoks
y = lncO3 = ln cO30-kc*τ
sirge võrrandist leiame, et kc =0,13
-diferentsiaalse meetodiga
Koostame tabeli kasutades katseandmeid:
t, min
Co3,mg/l
tkesk
Ckesk
∆t=tn-tn-1
∆C=Cn-Cn-1
∆C/∆t
ln(Ckesk)
ln(-∆C/∆t)
0
2,34

5
1,91
2,5
2,125
5
-0,43
-0,086
0,7538
-2,4534
10
1,34
7,5
1,625
5
-0,57
-0,114
0,4855
-2,1716
20
0,50
15
0,92
10
-0,84
-0,084
-0,0834
-2,4769
30
0,14
25
0,32
10
-0,36
-0,036
-1, 1394
-3,3242
40
0,01
35
0,075
10
-0,13
-0,013
-2,5903
-4,3428
Lahendamise algoritm:
τ kesk1=
τ kesk2=5+()=7,5
C o3kesk1==2,125
C o3kesk2==1.625
∆C1 = 1.91-2.34 = -0.43
ln(Ckesk1)=ln(2,125)=0,75
∆C/∆τ==-0.086
ln(-∆C/∆τ)=ln(0,086)=-2.4534

Tabeli alusel koostame graafik 3 sõltuvusele ln(-∆C o3/∆τn)=f(ln(C o3kesk))
ln(Ckesk)
ln(-∆C/∆t)
-2,590267
-4,342806
-1,139434
-3,324236
-0,08338
-2,476938
0,485508
-2,1715568
0,753772
-2,453408
Graafik nr.3
Sirge võrrand on
ln(-∆C /∆τ) = 0.6322* ln(C kesk) – 2.6284
kuna
y = ln rA = ln = n*lncO3 +ln kc
→ leiame, et n=0,6322 ja
kc =exp(-2.6284)= 0,073
Kontrolliks koostame tabeli alusel graafik.4 sõltuvusele (-∆C o3/∆τn)=f(C o3kesk)
Ckesk
|∆C/∆t|
0,075
0,013
0,32
0,036
0,92
0,084
1,625
0,114
2,125
0,086

Graafik 4
Võrrandist
(-∆C o3/∆τn )= 0,0722 C o3kesk 0,6322
ning kuna
rA = =kc *CO3n
Leiame, et kc= 0,0722 ja
n=0,6322
6.4 Saadud kiiruse võrrandi järgi sõltuvuse cO3 = f (τ) arvutamine
ja arvutustulemuste võrdlemine katsetulemustega
Kasutame võrrandit (graafikust 3)
y = 0,6322x - 2,6284
ln(-∆C o3/∆τn) = 0,6322* ln(C o3kesk) – 2,6284 =>
ln(C o3kesk)= =>
C o3kesk= exp()
Leiame keskmise osooni kontsentratsiooni:
C o3kesk1=exp()=1,287
C o3kesk2=exp()= 1,933
C o3kesk3=exp()=1,244
C o3kesk4=exp()=0,366
C o3kesk5=exp()=0,084
Nüüd võrdleme arvutustulemused katsetulemustega:
tkesk
Ckesk katseline
Ckesk arvutuslik
5
2,125
1,287
10
1,625
1,933
20
0,92
1,244
30
0,32
0,366
40
0,075
0,084

7. Järeldus
Antud töös me uurisime osooni lagunemisreaktsiooni kineetikat. Kasutades katseandmeid ja teoreetilisi aluseid, leidsime osooni lagunemisreaktsiooni kiiruskonstandi ja reaktsiooni järku nii integraalselt, kui ka diferensiaalselt.
Saadud tulemused:
-integraalse meetodiga leidsime, et sõltuvus lncO3 = f (τ) on lineaarne, tähendab, et osooni lagunemine on 1 järku reaksioon (n=1) ja kc=0,1
-diferentsiaalse meetodi kasutamisel, leidsime, et n=0,63 ja kc =0,07
Kuna erinevate meetodite kasutamisel saime praktiliselt samu tulemusi, võib teha järelduse, et kc ja n väärtused on leitud õigesti.
Samuti võrdlesime saadud arvutustulemused katsetulemustega, nad on natuke erinevad.
11

Lae alla, et näha rohkem ▪ ▪ ▪

10 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 10 punkti.

~ 11 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2008-04-21 Kuupäev, millal dokument üles laeti

78 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

ingri120 Õppematerjali autor

Osooni lagunemisreaktsiooni järgu ning kiiruskonstandi määramine. Labori aruanne

Sarnased õppematerjalid

docx

REAKTSIOONI JÄRGU MÄÄRAMINE

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Keemiatehnika instituut Laboratoorne töö õppeaines Reaktsiooniprotsessid REAKTSIOONI JÄRGU MÄÄRAMINE Üliõpilased: Nadezda Vidinjova Juhendaja: Jelena Veressinina Julija Demidova Aljona Võssokova Marija Gnatjuk Dmitri Ivanov Sergei Bogdanov Õpperühm: KAKM-21 Sooritatud: Esitatud: Tallinn 2013a. 1. Teoreetilised alused. Kui keemilise reaktsiooni A produktid

Keemia

doc

Labor 2

1. Töö eesmärk Etüülatsetaadi hüdrolüüsireaktsiooni kiiruskonstandi temperatuurisõltuvuse katseline määramine 2. Teoreetilised alused Keemilise reaktsiooni kiiruskonstandi sõltuvust temperatuurist kirjeldab Arrheniuse võrrand E kc=Aexp(- A ), (1) RT kus A - koefitsient, EA - aktivatsioomenergia, R - universaalne gaasikonstant, T - temperatuur, K. Gaaside kineetilise teooria põhjal on teada, et E kc ~ T1/2 Aexp(- A ) (2)

Füüsikaline keemia

doc

Reaktsiooniprotsessid

Oluline on aga valida -õige kaks põhiülesannet:-a)antud protsessi parameetrite identsuse (ühendi hulga muutus ühes ruumalaühikus reaktsioonikiirus on võrdeline reageerivate ainete puhul parameetrite -väärtused leitakse nii, et mudeli aeg: kui ruumaeg ... pidevas reaktoris -või reaalaeg t algväärtused v0, -CAO, Fi0 ja nõutav X, leida vajalik ajaühiku kohta). Reaktsiooni kiiruse võib väljendada molaarsete kontsentratsioonide korrutisega, tuntakse järgi nende -parameetritega arvutatud andmete ja perioodilises on liiga suur, -siis osa soovitud produktist reaktori -ruumala V;b)antud v0, CAO, Fi0 ja reaktori reagendi kadumise kiiruse) või produkti tekke massitoimeseadusena (kineetika põhipostulaat)

Reaktsioniprotsessid

docx

Füüsikaline üldkonspekt 1

Homogeenne süsteem süsteemi omadused on Termiliselt isoleeritud anumas saab gaasi paisumistöö kõikides süsteemi osades samad või muutuvad ainukeseks allikaks olla gaasi siseenergia paisumise ühtlaselt. käigus gaas jahtub. Heterogeenne süsteem koosneb mitmest Keemilised ja füüsikalised protsessid toimuvad enamasti üksteisest reaalsete pindadega eraldatud kas püsival rõhul või süsteemi muutumatu ruumala juures. erisuguste omadustega homogeensest osast, mida Isobaariline protsess toimub püsival rõhul. nimetatakse faasiks. Termodünaamika I seaduse põhjal Süsteemid liigitatakse suhete alusel ümbritsevaga:

Füüsika

doc

Keemia ja teaduslik meetod

happe/aluse reaktsioonis või 3)oksüdatsiooniastme muutuse absoluutväärtus red-oks reaktsioonis. Alltoodud pilt illustreerib NaCl kristalli ehitust (näed seal korrapära) ja kristalli lahustumisprotsessi vees. Vt. hoolikalt, see on väga õpetlik! 14 Loeng 7-8 Keemilised reaktsioonid 1). Keemiliste reaktsioonide kirjutamine. Kirjeldamaks keemilist reaktsiooni kirjutatakse noolega eraldatuna lähteainete ja produktide valemid. Võrrand tasakaalustatakse, paigutades stöhhiomeetrilised koefitsiendid valemite ette nii, et lähteained ja produktid sisaldavad võrdse arvu kõikide elementide aatomeid. Aine molekulmass on tema valemis sisalduvate elementide aatommasside summa. Molekulmass grammides on selle aine molaarmass. See aine hulk on mool (mol) ja temas sisaldub Avogadro arvule ( NA = 6,02x 1023) võrdne arv osakesi (aatomeid,

Üldkeemia

docx

Ensümoloogia

Edukat ensümoloogia õppimist ja tänud anonüümsetele autoritele ning Karl Annusverile! Priit Väljamäe 20.11.2017 ,,Structure and mechanism on protein science" Alan Fersht Biokeemia põhiõpik, kus ensümoloogia ka sees. Ensüüm keemiliste reaktsioonide katalüsaator (kiirendaja). Iseloom molekulina pole oluline, struktuur pole samuti. Vaatame ainult, mida ta teeb! Substants, mis kiirendab keemiliste reaktsioonide toimumist on katalüsaator. Ise jääb reaktsiooni lõppedes muutumatule kujule. Keemilisele reaktsioonile vahendaja. Üks katalüsaaatri molekul võib katalüüsida mitmeid reaktsioone, temaga endaga midagi ei juhtu. Miks on reaktsioonide kiirus oluline? Väga vähe reaktsioone organismis, mis pole katalüüsitavad. Elusorganismid omavad kontrolli valkude üle, oma katalüsaatorite üle. Tänu sellele saab omada kontrolli endas toimuvate keemiliste reaktsioonide üle. Kui katalüüsi ei vajaks, poleks võimalik kontrollida

Bioloogia

pdf

Biokeemia praktikumi juhend

enamiku valkude tuvastamiseks, kuid vähesed nn mittetäisväärtuslikud valgud, nagu kollageen, elastiin jt ei anna mõningaid erireaktsioone. 8 1.1.1 Biureedireaktsioon Ühendid, mis sisaldavad kaht või enamat peptiidsidet, moodustavad aluselises keskkonnas Cu2+-ioonidega violetse kompleksi. Test on oma nimetuse saanud uurea derivaadi biureedi järgi, mis annab Cu2+-ioonidega tüüpilise positiivse reaktsiooni. Kuna biureedireaktsioon on tingitud peptiidsidemete esinemisest, siis on ta valkude üldreaktsioon. Leeliselises keskkonnas moodustavad Cu2+-ioonid valgumolekulidega sinakasvioletse, lühikese ahelaga peptiididega (valgu hüdrolüüsi produktidega) aga roosa värvusega biureetkompleksi. Kompleksi värvus on tingitud Cu2+-ioonide koordinatiivsest seostumisest nelja peptiidsidemete koostisse kuuluva lämmastiku aatomiga, kaks kummastki polüpeptiidahelast või selle fragmendist

Biokeemia

pdf

Üldkeemia

SISSEJUHATUS BBC CHEMISTRY A VOLATILE HISTORY DISCOVERING THE ELEMENTS 1. Mis elementi saab toota uriinist? Kirjeldage eksperimenti. Uriinist saab toota fosforit. Uriin tuleb jätta paariks päevaks seisma ning seejärel kuumutada. Kuumutamisel tekkiv aur tuleb suunata läbi vee. Selle tulemusena tekib valge vahane aine, mis helendab pimedas. 2. Kes ja kuidas avastas vesiniku. Kirjutage reaktsiooni võrrandit. Vesiniku avastajaks (1766) loetakse inglise füüsik ja keemik Henry Cavendishi, kes isoleeris metallidest ja hapetest saadud "põleva õhu" (divesiniku) ning kirjeldas ja uuris seda põhjalikult. Elavhõbeda ja happe segus tekkisid väikesed gaasimullid, mille koostist ei õnnestunud tal samastada ühegi tuntud gaasiga. Kuigi ta ekslikult arvas, et vesinik on elavhõbeda (mitte happe) koostisosa, suutis ta selle omadusi hästi kirjeldada.

Üldkeemia

Rohkem sarnaseid