vastava vertikaaliga leitakse ln( - 0 ) millest arvutatakse o. Reaktsiooni kiiruskonstant arvutatakse eraldi igale katsepunktile ja leitakse neist keskmine. Viimast võrreldakse graafiliselt sirge ln( - t ) = f ( t ) tõusust leitud kiiruskonstandiga. Kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest ( tavaliselt sooritab katse teisel temperatuuril teine üliõpilane) arvutatakse antud reaktsiooni aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelne kordaja. Katseandmete töötlemine. Kuna uuritav reaktsioon on esimest järku, siis tehakse arvutused vastavalt võrrandile 1 c0 k = ln t c 0 - cx kus k - reaktsiooni kiiruskonstant, co - etaanhappe anhüdriidi algkontsentratsioon, co-cx - etaanhappe anhüdriidi kontsentratsioon ajamomendil t reaktsiooni algusest,
millest arvutatakse o. Reaktsiooni kiiruskonstant arvutatakse eraldi igale katsepunktile ja leitakse neist keskmine. Viimast võrreldakse graafiliselt sirge ln( - t ) = f ( t ) tõusust leitud kiiruskonstandiga. Kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest ( tavaliselt sooritab katse teisel temperatuuril teine üliõpilane) arvutatakse antud reaktsiooni aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelne kordaja. Katsetulemused Katse temperatuur 25 °C Lahuse kontsentratsioon 0,12 Lahustumise lõpp 95 s = 1 min 35 sek, reaktsiooni algus 95/2 = 47 s / 60 = 0,78 min. Stopperi ja juhtivuse ajaline samm on (4min-0,78min) = 3,22 min Arvutused 1) Aja katse algusest leian t= aeg juhtivuse mõõtmise algusest/60 + 3,22 2) Joonestasin graafiku, kus on sõltuvus ln(Xkapa - Xt ) ajast, kuna esimest järku reaktsiooni
vastava vertikaaliga leitakse ln( - 0 ) millest arvutatakse o. Reaktsiooni kiiruskonstant arvutatakse eraldi igale katsepunktile ja leitakse neist keskmine. Viimast võrreldakse graafiliselt sirge ln( - t ) = f ( t ) tõusust arvutatud kiiruskonstandi- ga. Kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest ( tavaliselt sooritab katse teisel temperatuuril teine üliõpilane) arvutatakse antud reaktsiooni aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelne kordaja. Kui teisel temperatuuril ei ole kiiruskonstanti määratud, esitatakse ainult aktiveerimisenergia ja eksponendieelse teguri arvutusvalemid. Katse 1. Kõigepealt soojendasin 100ml kolvis olevas destilleeritud vee 30 kraadini, seejärel pipeteerisin 6ml etaanhappe anhüdriidi 50ml-sesse kolbi ja täitsin kriipsuni 30 kraadise destveega. c0=0,188 V T= 30oC Lahustumise lõpp=60s Reaktsiooni algus=30s Stopperi näit juhtivuse mõõtmise alustamisel : 3,208 min
vastava vertikaaliga leitakse ln ( - 0 ) millest arvutatakse o. Reaktsiooni kiiruskonstant arvutatakse eraldi igale katsepunktile ja leitakse neist keskmine. Viimast võrreldakse graafiliselt sirge ln( - t ) = f ( t ) tõusust arvutatud kiiruskonstandi- ga. Kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest ( tavaliselt sooritab katse teisel temperatuuril teine üliõpilane) arvutatakse antud reaktsiooni aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelne kordaja. Kui teisel temperatuuril ei ole kiiruskonstanti määratud, esitatakse ainult aktiveerimisenergia ja eksponendieelse teguri arvutusvalemid. Katse 1. Kõigepealt soojendasin 100ml kolvis olevas destilleeritud vee 25 kraadini, seejärel pipeteerisin 6ml etaanhappe anhüdriidi 50ml-sesse kolbi ja täitsin kriipsuni 25 kraadise destveega. c0=0,188 V T= 25oC Lahustumise lõpp=120s Reaktsiooni algus=60s Stopperi näit juhtivuse mõõtmise alustamisel : 4min 35 sek
χ0 3.) Temperatuuril 45°C leian : χ ∞ =5060 ln ( χ ∞ − χ 0 ) =ln ( 5060− χ 0 )=8.0088 χ 0= χ ∞−e8.0088 =5060−e8, 0088=2052 µS 4.) Aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelse kordaja arvutamine −E k =A e RT , kus R – universaalne gaasikonstant T – absoluutne temperatuur k – reaktsiooni kiiruskonstant A – eksponendieelne tegur E – aktivatsioonienergia Reaktsiooni aktivatsioonienergia leidmiseks kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest: k 1 −E 1 1 ln = ( − ) k 2 R T 1 T 2 , kus k1 - temperatuuril T1 toimunud reaktsiooni kiiruskonstant k2 – temperatuuril T2 toimunud reaktsiooni kiiruskonstant E – aktiveerimisenergia R – universaalne gaasikonstant. Avaldada sellest E:
Saadud sirge lõikumisel ajahetkele t = 0 vastava vertikaaliga leitakse ln( - 0 ) millest arvutatakse o. Reaktsiooni kiiruskonstant arvutatakse eraldi igale katsepunktile ja leitakse neist keskmine. Viimast võrreldakse graafiliselt sirge ln( - t ) = f ( t ) tõusust arvutatud kiiruskonstandiga. Kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskonstantidest arvutatakse antud reaktsiooni aktiveerimisenergia ja Arrheniuse võrrandi eksponendieelne kordaja. KATSE 1 Katse temperatuur: 30°C Lahustumise lõpp 122 s = 2,03 min, reaktsiooni algus 1, 02 min. Stopperi näit juhtivuse mõõtmise alustamisel 4, 73 min. Aeg katse algusest = stopperi näit juhtivuse mõõtmise alustamisel reaktsiooni algus + arvuti aeg (aeg juhtivuse mõõtmise algusest) stopperi näit juhtivuse mõõtmise alustamisel reaktsiooni algus= 4,73 1,02= 3,71 min Aeg katse algusest= 3,71 min + aeg juhtivuse mõõtmise alguses
42) dt dc B k mon c A dt 8. Ahelreakstiooonid. Analüüsida HBr reaktsiooni mehhanismi ilma tuletuseta. AHELREAKTSIOONID Mned phjused miks tekkis vajadus luua ahelreaktsioonide teooria 1. Fotokeemilistes reaktsioonides phjustab neeldunud valguskvant normaalse reaktsiooni vrrandiga vrreldes oluliselt suurema arvu produkti molekule 2. Reaktsiooni kiiruskonstandi temperatuursltuvuse avaldise eksperimentaalselt määratud eksponendieelne tergur osutus palju suuremaks kui vis eeldada teoreetiliste arvutuste alusel 3. Ahelreaktsioonid osutusid väga tundlikeks väikeste hulkade teatud osakeste suhtes, mis vivad nii aktiveerida kui ka desaktiveerida reaktsioonist osavtvaid molekule 4. Ahelreaktsioonide kiirus on väga suur vôrreldes nn. tavaliste reaktsioonidega ja sageli viib see välja plahvatuseni 5. Ahelraktsioonide korral täheldadatakse teatud induktsiooniperioodi, mille järel reaktsioon käivitub väga
t, s Chart Title f(x) = - 0.0081940819x + 8.5506594996 R² = 0.9835747933 200 300 400 500 600 700 800 900 t, s Arvutus. Reaktsiooni kiiruse sõltuvust temperatuurist kirjeldab Arrheniuse võrrand: �=� ∙�^((−�)/( ��)) , kus k - reaktsiooni kiiruskonstant, A- eksponendieelne tegur, E- aktivatsioonienergia R- universaalne gaasikonstant T- absoluutne temperatuur Reaktsiooni aktivatsioonienergia leidmiseks kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskon kasutatakse järgmist võrrandit: �1/�2 = -(�/(� )∙(1/�1 ) - (1/�2 ) ning avaldades E, saame: E=(�� �1/�2 ∙�)/((1/�2 ) − ( 1/�1 )= (��( 0,0008039/0,004708) ∙8,314 )/([(1/309,15)− ( 1/319,15 J/mol =43797,7 J/mol tegur,
#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! 0.0061772027 = f(t) Keemilise reaktsiooni kiirus kasvab temperatuuri tõustes. Laias temperatuurivahemikus kirjeldab reaktsiooni kiiruse sõltuvust temperatuurist Arrheniuse võrrand: k = A∙ e^[-E/(RT)], kus k - reaktsiooni kiiruskonstant, A - eksponendieelne tegur, E - aktivatsioonienergia, R - universaalne gaasikonstant T - absoluutne temperatuur. Reaktsiooni aktivatsioonienergia leidmiseks kahel temperatuuril määratud keskmistest kiiruskontsantidest kasutatakse järgmist võrrandit: ln(k1/k2) = - (E/R) * [(1/T1) - (1/T2)] Avaldades sellest võrrandist E, saame: E = - [ln(k1/k2) * R] / [(1/T1) - (1/T2)] E= - ln(0,0061772/0,005023506) * 8,314 / [(1/318,15) - (1/308,15)] = 16850,87 J/mol ≈ 17 kJ/mol
Jätkav elementaarakt – tekitab produkti ja uue ahelkandja ehk ahela jätkaja. Ahel katkeb kui 2 aktiivset osakest kohtuvad. Tegemist on hargneva ahelreaktsiooniga, kui tekib rohkem kui üks aktiivne osake, võib sageli viia plahvatuseni Reaktsiooni kiiruskonstant suureneb soojendamisel. Kiiruskonstandi sõltuvust temperatuurist kirjeldab Arrheniuse võrrand: ln k = ln A – Ea/RT k = Ae-E indeksiga a/RT k – kiiruskonstant; A – eksponendieelne faktor; Ea – aktivatsioonienergia; R – universaalne gaasikonstant; T – temperatuur (K) Arhheniuse võrrandi rakendusi. Teades k-d ühel temperatuuril ning aktivatsioonienergiat, saab leida k teisel temperatuuril (k’). Teades k’-d kahel eri temperatuuril, saab leida aktivatsioonienergia. ln k’/k = Ea/R (1/T – 1/T’) Siirdeoleku teooria – mudel, mille kohaselt molekulide põrkumisel tekib aktiveeritud (vahe)olek e siirdeolek. Aktivatsioonienergia on
annaabi.ee 
