Электр өткізгіштік әдісімен мочевинаның ыдырау реакциясының жылдамдығын анықтау
жүктеу/скачать 18,08 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмыстың мақсаты
- Қажетті құралдар мен реактивтер
- Жұмысты орындау әдістемесі
|
Электр өткізгіштік әдісімен мочевинаның ыдырау реакциясының жылдамдығын анықтау Реакция жылдамдығын өлшеу әр түрлі уақыт аралықтарында әрекеттесуші заттардың біреуінің концентрациясын анықтауға негізделген. Заманауи аспаптардың көмегімен реакция кезінде реакциялық қоспаның кейбір қасиетінің өзгеруіне негізделген физика-химиялық талдау әдістерін қолдана отырып, қоспадағы заттың концентрациясын анықтау ыңғайлы. Физико-химиялық талдаудың ең қолайлы әдісі - талдау үшін сынама алуды қажет етпейтін ерітіндінің электр өткізгіштігін өлшеу әдісі (кондуктометрия әдісі). Жұмыстың мақсаты: электр өткізгіштігін өлшеу арқылы ерітіндідегі мочевинаның ыдырау реакциясының жылдамдығын зерттеу. Міндеттер Ерітіндінің электр өткізгіштігінің берілген температурадағы реакция уақытына тәуелділігін зерттеу. Берілген температурадағы мочевинаның сулы ерітіндідегі ыдырау реакциясының жылдамдық константасының мәнін есептеңдер. Мочевина ыдырау реакциясының активтену энергиясын есептеңіз. Қажетті құралдар мен реактивтер «Химия» оқу-зертханалық кешені келесі бөліктерден тұрады: орталық контроллер; әйнек стакан (100 мл), магниттік араластырғыш және температура сенсорымен(термодатчик) «Термостат» модулі; электрөткізгіштігін өлшеуге арналған электродтары бар «Электрохимия» модулі; өлшенген мочевина (1 г), дистильденген су. Бұл реакцияның көптеген зерттеулерінің нәтижелері мочевинаның сулы ерітінділердегі ыдырауының бірінші сатысы оның изомерленуі – аммоний цианатына айналуы, содан кейін цианаттан карбонатқа, содан кейін аммиак пен көмірқышқыл газына ауысу екенін көрсетеді. Цианатты карбонатқа айналдыру реакциясы қайтымсыз жүреді. Мұндай ыдырау тек сулы ерітінділерде және жоғары температурада (50 ° C және одан жоғары) айтарлықтай жылдамдықпен жүреді және мономолекулалық механизм бойынша жүреді. Бұл реакция кезінде органикалық заттардың ерітіндісі коваленттік байланыстармен тұз иондарына диссоциацияланатын ерітіндіге айналады. Сондықтан оның электр өткізгіштігі уақыт өткен сайын артады. Бұл реакция жылдамдығын өлшеуге мүмкіндік береді, өйткені электр өткізгіштіктің жоғарылауын соңғы өнімнің концентрациясына пропорционалды деп санауға болады. Мочевинаның айнымалы мөлшерінің болуының әсерін елемеуге болады. Зерттелетін реакция бірінші ретті реакция болып табылады, сондықтан реакция жылдамдығының тұрақтысын есептеу мына теңдеу бойынша жүзеге асырылады: мұндағы – мочевинаның бастапқы концентрациясы, ; – уақыт бойынша әрекеттескен мочевина концентрациясы, ; – реакция уақыты. Уақыт өте келе электрөткізгіштіктің артуы түзілген аммоний карбонатының мөлшеріне немесе әрекеттесетін мочевина мөлшеріне пропорционал деп алайық. Мынаны белгілейік: реакцияның басталу сәтіндегі ерітіндінің электр өткізгіштігі; берілген t уақытындағы электр өткізгіштік; мочевинаның ыдырау процесі толығымен аяқталған кездегі соңғы өлшеуге сәйкес келетін электр өткізгіштік. Онда: Олай болса есептеуді келесі теңдеу бойынша жүргізуге болады: мәнін тәжірибе арқылы тікелей анықтау мүмкін емес, өйткені реакцияның басталуынан бірінші өлшеуге дейін біраз уақыт өтеді. Сондықтан мәні экстраполяция арқылы табылады, ол үшін ln уақытқа тәуелділігі арасындағы график тұрғызады және есептейді. Мочевина ыдырау реакциясының активтену энергиясын есептеу үшін екі түрлі температурада өлшенген жылдамдық константасын пайданады: Жұмысты орындау әдістемесі 1. Өлшеу цилиндрінің көмегімен стақанға тазартылған су құйыңыз. 2. Мочевина ( ) үлгісін арнайы құрылғыға(шприцке) салыңыз. 3. Термостат тазартылған сумен (шамамен ) толтырылады және оған тазартылған суы бар стакан салынады (термостаттағы су деңгейі стақандағы жұмыс ерітіндісінің деңгейінен жоғары болуы керек). 4. Стаканға магнитті араластырғышты салыңыз. 5. Термостатты қақпақпен жабыңыз. 6. Қақпаққа мочевина үлгісі бар арнайы құрылғыны(шприц) орналастырыңыз. 7. Температура сенсорын қосыңыз. 8. Электр өткізгіштігін өлшеу үшін электродтарды жалғаңыз. 9. Температура сенсоры «Термостат» модулінің «Температура» 1 немесе 2 өлшеу арнасына қосылған. 10. Электр өткізгіштігін өлшеуге арналған электродтар «I» және «R» деп белгіленген «Термостат» модулінің қосқыштарына қосылады. 11. Термостатты қажетті температураны ( ) ұстап тұру үшін орнатыңыз. 12. Мочевина үлгісін ( ) ерітіңіз. 13. Мочевина ерігеннен кейін кейін араластыру қосылады және электр өткізгіштігін өлшеу басталады (бұл уақыт нүктесі реакцияның басталу уақыты ретінде алынады). 14. Үш минут аралықпен ішінде ерітіндінің электр өткізгіштігін ( ) өлшеуді жүргізіңіз. Тәжірибелердің әрбір сериясы бойынша алынған тәжірибелік мәліметтер және есептеу нәтижелері кестеге жазылады. 15. Реакцияны аяғына дейін жеткізу және анықтау үшін термостаттағы температураны -қа дейін көтеріп, ерітіндіні осы температурада бір сағат ұстайды. Содан кейін ерітіндіні бастапқы температураға дейін суытып, оның электр өткізгіштігі анықталады. 16. Мочевина ыдырау реакциясының жылдамдық константасын есептеңіз. жүктеу/скачать 18,08 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|