Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist (0)

Eksperimentaalne töö 2

Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist

Töö ülesanne ja eesmärk

Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine , reaktsiooni järgu
määramine, graafikute koostamine.

Sissejuhatus

Kasutatud valemid:

Kasutatud mõõteseadmed , töövahendid ja kemikaalid .

Büretid, katseklaaside komplekt (8 tk), kummikork, , suurem
keeduklaas , termomeeter, elektripliit . 1%-ne Na2S2O3 lahus, 1%-ne H2SO4 lahus.

Kasutatud uurimis - ja analüüsimeetodid ning metoodikad.

Et läbiviidav töö hästi õnnestuks, pesin kõik katseklaasid kraaniveega ja pudeliharjaga üle, lisaks loputasin katseklaasid ka veel destilleeritud veega üle. Nii pesin katseklaase enne esimest katset ja enne teist katset ning ka lõpus, kui töö oli tehtud.
Katse 1- Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist
Jagasin 8 katseklaasi neljaks paariks. Kirjutasin katseklaasidele markeriga märgised peale, et neid mitte segi ajada. Ühes katseklaasis igast paarist oli väävelhappelahus , teises naatriumtiosulfaadilahus, mille kontsentratsioon paariti erines. Algul täitsin 4 katseklaasi H2SO4lahusega – igasse katseklaasi 6 cm3(6 ml). Erineva kontsentratsiooniga NaS2O3lahused valmistasin järgmiselt:
1)Esimesse katseklaasi mõõtsin 6 cm3Na2S2O3lahust,
2)teise 4 cm3 Na2S2O3 lahust ja 2 cm3 destilleeritud vett,
3)kolmandasse 3 cm3 Na2S2O3lahust ja 3 cm3 vett,
4)neljandasse 2 cm3 Na2S2O3 lahust ning 4 cm3 vett.
Katses mõõtsin aega lahuste kokkuvalamise momendist kuni hetkeni, mil
lahus on muutus häguseks. Selleks võtsin esimese katseklaaside paari ja valasin lahused ühte katseklaasi kokku, sulgesin katseklaasi korgiga ning segasin katseklaasi kiiresti paar korda ümber pöörates. Samal momendil panin käima stopperi , et fikseerida katse algus ning, kui tekkis hägu , panin stopperi kinni ja fikseerisin katse lõpu. Samamoodi toimisin ka teise, kolmanda ja neljanda katseklaasi paariga. Mõõdetud ajavahemikud fikseerisin tabelisse.
Katse 2- Reaktsioonikiiruse sõltuvus temperatuurist
Ühe katseklaasi igast paarist täitsin 4 cm3 väävelhappelahusega, teise 4 cm3 Na2S2O3 lahusega. Edasi täitsin poolenisti veega suurema keeduklaas ning asetasin sinna kõik katseklaasid ning termomeetri. Tõstsin keeduklaasi koos katseklaasidega elektripliidile ning hakkasin jälgima temperatuuri tõusu. Katsed sooritasin temperatuuridel 30 °C, 40 °C, 50 °C ja 60 °C. Kui temperatuur oli jõudnud ~32 °C-ni, tõstsin keeduklaasi koos katseklaasidega pliidilt maha, võtsin kätte esimese paari katseklaasid, valasin lahused kokku, segasin kiiresti ning asetasin siis katseklaasi kohe sooja vette tagasi. Mõõtsin aja lahuste kokkuvalamise momendist kuni hägu tekkimiseni. Seejärel panin keeduklaasi uuesti pliidile ning ootasin kuni temperatuur kerkib ~42 °C-ni. Siis võtsin keeduklaasi taas pliidilt ning kordasin katset järgmise lahustepaariga. Samamoodi tegin ka ülejäänud kaks katset. Katsetulemused fikseerisin tabelisse.

Katseandmed .

Katse 1
4 katseklaaside paari, millest igast paarist ühes katseklaasis on 6 cm3 H2SO4lahust ning ülejäänud neljas katseklaasis on vastavalt 1)6 cm3Na2S2O3lahust, 2)4 cm3 Na2S2O3 lahust ja 2 cm3 destilleeritud vett, 3)3 cm3 Na2S2O3lahust ja 3 cm3 vett, 4) 2 cm3 Na2S2O3 lahust ning 4 cm3 vett.
Katse 2
4 katseklaaside paari, millest igast paarist ühes on 4 cm3 väävelhappelahust ning teises 4 cm3 Na2S2O3 lahust.

Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs.

Märkisin mõlema katse puhul üles kõik ajad, mille stopperiga mõõtsin lahuste kokku valamiset kuni lahuse hägustumiseni ning kantsin vastavatesse tabelitesse ning arvutasin reaktsiooni kiirused ja joonistasin tulemuste põhjal graafikud .
Katse 1
Katseklaaside paar
Na2S2O3 maht cm3
H2O maht cm3
Na2S2O3 suhteline konsentratsioon
Aeg T min
Reaktsioonikiirus v=1/T min-1
1
6
0
6
1,12
V1=1/01,12=0,89
2
4
2
4
1,72
V2=1/01,72=0,58
3
3
3
3
2,07
V3=1/02,07=0,48
4
2
4
2
3,02
V4=1/03,02=0,33
Katse 2
Katseklaaside paar
Katse temperatuur
t Co
Aeg T min
Reaktsioonikiirus v=1/T min-1
1
30
0,62
V1=1/0,62=1,61
2
40
0,4
V2=1/0,4=2,5
3
50
0,02
V3=1/0,02=50
4
60
0,0015
V4=1/0,0015=666,67
Arvutasin reaktsiooni keskmine temperatuuritegur γk. Selleks leidsin enne van't Hoffireegli põhjal temperatuuritegurid (γ1, γ2ja γ3) algul kolmele temperatuurivahemikule eraldi (vahemikud 30...40 °C; 40...50 °C ja 50...60 °C) ning võtsin seejärel nendest keskmise.

Kokkuvõte või järeldused.

Katse 1. Kui lähteaine Na2S2O3 konsentratsiooni tõsta, siis reaktsiooni kiirsus tõuseb, kui Na2S2O3 konsentratsiooni vähendada, siis reaktsiooni kiirus langeb.See reaktsioon on Na2S2O3 suhtes 1 järku.
Katse 2. Mida kõrgem on reaktsiooni temperatuur, seda kiirem on reaktsioon . Uuritud reaktsiooni kiirus tõuseb keskmisel 11,63 korda temperatuuri tõsmisel 10o C võrra.

Kasutatud kirjanduse loetelu .

Praktikumi juhend.