CINETICA REACIEI DE DESCOMPUNERE A

1. CINETICA REACIEI DE DESCOMPUNERE A

COMPLEXULUI TRIOXALO-MANGANIC

A .Introducere

La temperatur constant, pentru o anumit concentraie de catalizator i pentru un anumit mediu de reacie, viteza de reacie se poate exprima prin urmtoarea ecuaie general:

(I)

unde c1,c2.ci sunt concentraiile reactanilor, exponenii n1,n2, n3..ni la care apar concentra-iile reactanilor, din ecuaia cinetic, poart denumirea de ordine pariale de reacie n raport cu reactanii 1,2,3 i. Ordinul global de reacie este =n.

Constanta de proporionalitate din expresia vitezei de reacie se numete constant de vitez i semnific viteza de reacie ,cnd concentraiile reactanilor sunt egale cu unitatea.Dac viteza de reacie depinde de concentraia unui singur reactant, atunci expresia anterioar devine:

Constanta de vitez k se poate determina experimental urmrind variaia n timp a concentraiei sau a altei mrimi, care depinde de concentraie. n cazul prezentei lucrri, determinarea vitezei de reacie se face prin metoda spectrofotometric. Prin aceast metod se msoar absorbana (A), care este o mrime proporional cu concentraia (A= ).

B. Principiul lucrrii

Absorbana A care este o mrime proporional cu concentraia soluiei colorate ( c), se msoar pe scala spectrometrului UV-VIS. Dac notm cu intensitatea luminii incidente pe cuva cu soluie, I intensitatea luminii la ieire din stratul absorbant , relaia dintre ele este data de legea Lambert-Beer.

EMBED Equation.3 (III)

Se noteaz cu : transmitana (IV)

absorban (V)

Logaritmnd expresia legii Lambert-Beer rezult :

(VI)

care arat c A este proporional cu concentraia (c) a soluiei , l - grosimea statului de soluie (cm) ,- coeficientul molar de extincie.

n lucrarea de fa se urmrete spectrofotometric descompunerea ionului complex trioxalo-manganic, care este singura substan colorat din sistem. Cu acest aparat se msoar absorbana A , la diferite momente ale reaciei.

Reacia de descompunere a complexului trioxalo-manganic este:

[Mn(C2O4)3]3- Mn2+ +5/2 C2O42- +CO2 (VII)

Pe msura ce se descompune complexul ,scade concentraia acestuia din soluie i astfel va scdea i absorbana (A) deoarece conform relaiei (VI) ea este proporional cu concentraia complexului.

C. Modul de lucru

a) Pentru prepararea complexului trioxalo-manganic se procedeaz astfel: Se amesteca intr-un pahar: 2 ml soluie de sulfat de mangan 10-1 M cu 14 ml soluie acid oxalic tot 10-1 M. Din acest amestec se iau 2 ml care se pun intr-un alt pahar. Peste aceasta se adaug 11.5 ml apa distilata si 1.5 ml permanganat de potasiu 10-2 M. SE AGITA CU PIPETA. MOMENTUL ADAUGARII PERMANGANATULUI CONSTITUIE MOMENTUL INCEPERII REACTIEI, DE ACEEA SE PORNESTE CRONOMETRUL SAU SE CITESTE CEASUL. Se umple repede cuva cu soluie si se monteaz in locaul din dreapta aparatului. Cealalt cuv umplut cu ap trebuie s se afle deja in locaul din stnga. Cele doua fascicole de lumin se ncrucieaz.

Dup adugarea permanganatului se efectueaz urmtoarele operaii CT MAI REPEDE POSIBIL.

Se pornete cronometrul (n lipsa acestuia se citete ceasul)

Se agit soluia cu pipeta cu care s-a adugat permanganatul

Se umple cuva cu soluie i se monteaz n locaul din dreapta aparatului

Se citete prima absorban (A0) care corespunde momentului 0 iar CITIRILE SE FAC PE SCARA APARATULUI

Se continu apoi citirile de extincie din 3 n 3 minute (5-7 citiri) i apoi din 5 n 5 minute pn cnd extincia rmne constant ceea ce nseamn c descompunerea complexului s-a terminat.

Se procedeaz analog cu nc 2 soluii de concentraie iniiale diferite preparate dup cum urmeaz:

b) Din soluia preparat ce conine amestecul de MnSO4 i H2C2O4 se iau 2 ml i se pun ntr-un pahar. Peste aceasta se adaug 12.5 ml ap i 0.5 ml KmnO4. Toate operaiile se desfoar ca la punctul (a).

c) Din soluia cu amestecul de MnSO4 i H2C2O4 se iau 2 ml i se pun ntr-un pahar. Peste aceasta se adaug 12 ml ap i 1 ml permanganat de potasiu. Operaiile urmtoare se desfoar ca la punctul (a).

D. Prelucrarea rezultatelor

1. Rezultatele msurtorilor se trec ntr-un tabel (vezi modelul) care conine valorile timpului (secunde) i absorbana (A) pentru fiecare soluie.

2. Reacia de descompunere a complexului este de ordinul unu, deci viteza de reacie depinde de concentraie, dup legea , unde c este concentraia complexului care va scdea n timp. Avnd n vedere relaia dintre v i c rezult c va scdea i viteza de reacie. Pe de alt parte concentraia complexului este proporional cu absorbana (). Concentraia c i absorbana A prezint aceeai variaie n timp. Aceast variaie nu este liniar ci exponenial.

Tabelul ISoluia (a)Soluia (b)Soluia (c)

t(sec) At(sec) At(sec) A

0 A0= 0 A0= 0 A0=

3. Se reprezint pe acelai grafic dependenele A=f(t), pentru cele trei probe de concentraii iniiale diferite, de complex i se citesc pe grafic timpii la care absorbana A, a sczut la jumtate din valoarea iniial (timpi de njumtire notai cu t1/2)

4. Reacia studiat n prezenta lucrare este de ordinul unu. Timpii de njumtire pentru reacia de ordinul unu nu depind de concentraia iniial. Ei permit calculul constantei de vitez cu formula:

(VIII)

5. Ecuaia cinetic integral pentru o reacie de ordinul unu este:

k=l/t ln c0/c (IX)

unde c0 si c sunt concentraiile reactantului la momentul 0 i respectiv dup un timp oarecare t:

Avnd n vedere c: A0=( c0 l i A==( c l rezult:

k=1/t ln A0/A (X)

Aducnd ecuaia (X) la form liniar se obine ecuaia (XI):

ln A=ln A0-kt (XI)

Se reprezint pe acelai grafic ln A funcie de t, pentru toate cele trei soluii. Se calculeaz constantele de vitez, pentru fiecare soluie, din panta dreptelor obinute (k=tg ().

6. Se compar ntre ele constantele de vitez calculate prin cele dou metode.

_1026663923.unknown

_1026664892.unknown

_1026665113.unknown

_1026668133.unknown

_1026670141.unknown

_1026670731.unknown

_1026670006.unknown

_1026665307.unknown

_1026665085.unknown

_1026664587.unknown

_1026664652.unknown

_1026664338.unknown

_1026662704.unknown

_1026663155.unknown

_1026661839.unknown