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.