DD EE TT EE RR MM II NN AA RR EE AA OO RR DD II NN UU LL UU II PP AA RRŢŢ II AA LL DD EE RR EE AA CCŢŢ II EE

Scopul lucrăriiSe determină ordinul parţial de reacţie în raport cu Na2S2O3 pentru reacţia dintre

Na2S2O3 şi H2SO4.Introducere

Pentru o reacţie chimică scrisă în formă generală:

åå==

¢¢®m

iii

n

iii AA

11nn (3.21)

Viteza de reacţie poate fi definită faţă de oricare din participanţii la reacţia chimică,reactanţi (Ai) sau de produşi de reacţie (A’i), ca fiind variaţia în timp (t) a concentraţiei (c) saua oricărei alte mărimi fizice proporţionale cu concentraţia:

dtcd

'1

dtdc1v i

i

i

iR

¢=-=nn

(3.22)

Viteza de reacţie pentru oricare proces chimic depinde de concentraţia reactanţilor şide temperatură:

v = f (ci, T) (3.23)Forma concretă a funcţiei f (ci, T) depinde de natura reacţiei. Pentru un mare număr de

reacţii funcţia f(ci, T) este factorizabilă, adică poate fi redată sub forma unui produs de douăfuncţii:

F (ci, T) = f1(T) x f2(ci) (3.24)Funcţia f1(T) notată cu k este o constantă cinetică numită constantă de viteză. Funcţia

f2(c2) este de forma:

Õ=××=i

ai

aai

iccccf .....)( 21212 (3.25)

unde exponenţii ai se numesc ordine parţiale de reacţie în raport cu reactanţii Ai.Pentru o reacţie chimică elementară (izolată), exponenţii ai sunt numeric egali cu

coeficienţii stoechiometrici: ai = ni.Suma ordinelor parţiale de reacţie reprezintă ordinul total de reacţie:

a = S ai. (3.26)Ordinul de reacţie este o mărime formală care se determină experimentul din

măsurători de viteză de reacţie. El poate fi zero, un număr întreg sau un număr fracţionar.Relaţii de calcul

Reacţia dintre tiosulfatul de sodiu, Na2S2O3, şi acidul sulfuric H2SO4:

Na2S2O3 Na2SO4+ H2SO4 + SO2 H2O+ + S (3.27)

este uşor de urmărit, deoarece unul din produşii de reacţie, sulful, se separă sub formă departicule coloidale, care produc opalescenţa soluţiei.

Viteza de reacţie în raport cu sulful format este:

tc

v sR D

D= (3.28)

Viteza de reacţie în raport cu concentraţiile reactanţilor este:

vR = 4SO2H

42

3O2S2Na

32

aSOH

aSONa

s cckt

c××=

DD

(3.29)

Pentru a determina ordinul parţial de reacţie în raport cu Na2S2O3 se va menţineconstantă concentraţia iniţială a soluţiei de H2SO4 şi se va modifica concentraţia iniţială asoluţiei de Na2S2O3.

Deoarece concentraţia sulfului coloidal format în reacţie poate fi consideratăconstantă, se poate scrie:

3O2S2Na

322

3O2S2Na

332

4SO2H

42 aOSNa

aOSNa

s

aSOH ckc

cck

t1

×¢=×÷÷

ø

ö

çç

è

æ

D

×=

D (3.30)

s

aSOH

cck

k4SO2H

42

D

×=¢ este constantă aparentă a vitezei de reacţie.

Relaţia (9) se liniarizează prin logaritmare:

322322 OSNaOSNa clgaklgtlg +¢=D- (3.31)AparaturaBiurete, eprubete, cronometru.SubstanţeSoluţii de tiosulfat de sodiu, Na2S2O3 şi de acid sulfuric, H2SO4.Mod de lucruØ În patru eprubete numerotate de la 1 la 4 se introduc pe rând câte 5, 4, 3 şi 2 ml soluţieNa2SO3, măsuraţi cu biureta completând apoi conţinutul eprubetelor cu apă distilată până laun volum total de 5 ml, conform tabelului.Ø În alte 4 eprubete numerotate de la 5 la 8 se introduc câte 5 ml soluţie H2SO4 măsuraţi cubiureta.Ø Peste conţinutul eprubetei 1 se adaugă soluţia de H2SO4 din eprubeta 5 şi se agită.Ø Se măsoară variaţia de timp Dt din momentul amestecării soluţiilor până la apariţiaopalescenţei (tulburarea soluţiei care corespunde apariţiei primelor particule de sulf coloidal).Ø Se procedează la fel şi cu perechile de eprubete 2-6, 3-7, 4-8 notându-se valorile Dt.Rezultate şi calculeØ Se completează tabelul cu datele experimentale.

Volumul (ml)

SoluţieNr.eprubetei

Na2S2O3a

H2SO4b

Apa

c

322 OSNaca/

(a + b + c)322 OSNaclg Dt,

s -lgDt

1234

5-8

5432-

----5

0123-

Ø Se calculează concentraţia relativă a tiosulfatului se sodiu.Ø Se reprezintă grafic dependenţa -lgDt = f(

322 OSNaclg ) descrisă de relaţia 3.3 pe hârtiemilimetrică, ţinând seama de informaţiile referitoare la întocmirea graficelor (pag 4).Ø Din panta şi ordonata la origine a dreptei obţinute se determină ordinul parţial de reacţie

şi constanta aparentă de viteză.