Московский технический университет связи и информатики 1

Московский технический университет связи и информатики
Лабораторная работа по химии:
«Кинетика химических реакций»
Выполнил:
Тайчинов Ильмир АТ0801
Проверил: Годик В.А
1
Лабораторная работа №1
Цель работы: Определить порядок реакции, константу скорости
реакции, период полураспада вещества.
T,К
314
t,с
c, моль/л
52
0,82147
111
0,6831
174
0,57897
226
0,51426
281
0,4599
Начальную концентрацию вещества принимаем за 1. С0=1
Находим порядок реакции, подставляя значения в формулы:
K1=ln(c0/c)/t
K2=c0-c/(c*c0*t)
t,с
52
111
174
226
281
c, моль/л
0,821472
0,683103
0,578969
0,514262
0,459897
Первый порядок
0,003781874
0,00343342
0,003140841
0,002942577
0,002764245
Второй порядок
0,004179364
0,004179352
0,004179357
0,004179354
0,004179359
получаем единое значение k2=0,0041791, то определяем что реакция второго
порядка.
Построим график обратной зависимости кол-ва вещества от времени.
1/C (t)
2,5
2
1,5
1/C (t)
1
0,5
0
52
111
174
226
281
По данному графику определяем константу скорости протекания реакции, как
тангенс наклона графика функции к оси Ох. (tgβ=k)
Так же можем определить скорости протекания реакции по графику функции
ln(c) в зависимости от t, так же как тангенс угла наклона графика к оси.
lnC(t)
0
52
-0,1
111
174
226
281
-0,2
-0,3
-0,4
lnC(t)
-0,5
-0,6
-0,7
-0,8
-0,9
Построим график зависимости кол-ва вещества от времени, которые
позволяет нам определить, что концентрация реагирующего вещества
экспоненциально уменьшается со временем:
C(t)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
C(t)
52
111
174
226
281
На основе данной зависимости мы можем также определить скорость
протекания химической реакции, по следующей формуле:
K=1/t*(1/co-1/c).
При правильных расчетах получаем k2=0,0041791 независимо от выбранного
метода.
Так же используя предыдущую формулу, выразим время полураспада:
k=1/t*(1/c-1/co)
t=1/k*(1/c-1/co)
через определения полураспада получаем с=сo/2, T½=t
T½= t=1/k*(2/co-1/co)=1/kco , откуда
T½= 239,2708с.
T,К
314
t,с
c, моль/л
ln(c)
1/c,
л/моль
52
0,82147
-0,19666
1,21733
111
0,6831
-0,38111
1,46391
174
0,57897
-0,54651
1,72721
226
0,51426
-0,66502
1,94453
281
0,4599
-0,77675
2,1744
T½,с
k
239,2708
0,004179
Московский технический университет связи и информатики
Лабораторная работа по химии:
«Влияние температуры и катализатора на скорость химической реакции»
Выполнил:
Тайчинов Ильмир АТ0801
Проверил: Годик В.А
1
Лабораторная работа №2
Цель работа: Изучить влияние температуры на скорость химической
реакции, определить энергию активации химической реакции. Изучить
влияние катализатора на кинетику химических реакции.
T,К
без катализатора
314
324
с катализаторм
334
324
334
t,с
c, моль/л
52
0,82147
111
0,6831
174
0,57897
226
0,51426
281
0,4599
54
0,77765
113
0,62566
177
0,51621
225
0,45634
284
0,39941
53
0,74045
112
0,57447
174
0,46495
223
0,40407
282
0,34903
57
0,42857
114
0,27273
176
0,19543
222
0,16147
280
0,13245
54
0,39854
113
0,2405
176
0,16896
223
0,13827
283
0,11225
Как определили в предыдущей лабораторной работе:
Сo=1; Реакция второго порядка;
Так же сразу определим R-газовую постоянную.
R=8,31441±0,00026Дж.(к*моль)
Изначально найдем энергию активацию. Воспользуемся уравнением
Аррениуса: k=Ae-E/RT
Прологарифмирую обе части, получим:
Ln(k)=-E/RT+ln(A);
Построим графики зависимости ln(k) от 1/T, на основе которых определим
tgβ=E/R.
Откуда получим энергию активации:
С катализатором: E=16,00093.
Без катализатора:E= 20,00118
С катализатором
Без катализатора
-3,45
0,003086
-4,7
0,002994012
-3,5
0,00308642
1/T
-5
ln(k)
-3,65
-4,8
-4,9
-3,55
-3,6
0,003184713
-5,1
-5,2
-3,7
-5,3
-3,75
-5,4
-3,8
-5,5
1/T
-5,6
Далее определим значение константы A по следующей формуле выбрав
произвольное T:
A=k1/e-E/RT=k*eE/RT
ln(k)
0,002994
Построим графики зависимостей функций протекания реакции со временем от
различных параметров количества вещества:
С(t)
0,9
0,8
0,7
0,6
c
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
52
111
174
226
281
t
lnС(t)
0
52
111
174
-0,5
ln(c)
-1
-1,5
-2
-2,5
t
226
281
1/С(t)
10
9
8
7
1/c
6
5
4
3
2
1
0
52
111
174
226
281
t
На основе данных графиков дополним таблицу, а также можем определить,
что процесс протекания реакции с катализатором проходит за тоже время, но
с меньшей концентрацией(с меньшим временем при равной концентрации),
что обусловлено меньшим порогом энергией активации, требуемой для
реакции.