מעבדה קינטיקה

דו"ח מעבדה:

קינטיקה של תגובה

מגישים: 035956754אמרי בן –ישראל 035927441יוגב בורקו

04036360ליהיא גל 03450060 אלדד בן – גל

19/1/04תאריך :

מטרות המעבדה:

קביעת קבוע קצב ראקציה..1קביעת סדר הראקציה..2

תוצאות:

: 2 ניסוי

Na2S2O3 )): 21.40 ml זוג א': נפח טיוסולפט Na2S2O3 )) : 0.1M ריכוז טיוסולפט

H2O2 :) 50 mlנפח תמיסת מי חמצן ( = C1*V1 / )2 = V2*C2)) : 50ml *C )0.1M*21.40ml)/2 ריכוז מי חמצן (

C= )0.1*21.40) / )2*50)= 0.0214M Na2S2O3 )) : 17.50 ml זוג ב': נפח טיוסולפט

Na2S2O3 )) : 0.1M ריכוז טיוסולפטH2O2 :) 50 mlנפח תמיסת מי חמצן ( = C1*V1 / )2 = V2*C2)) : 50ml *C )0.1M*17.5ml)/2 ריכוז מי חמצן (

C= )0.1*17.5)/)2*50)= 0.0175M

: 4 ניסוי

– זוג א' – : תוצאות קינטיקת תגובה 1 טבלה מספר

זמן הופעתהצבע הכחול

(דקות(

נפח כולל שלmlתיוסולפט(

) )ml) ±0.1

נפח חדש שלהתמיסה (

ml))ml )±0.1

מס' מולי מי - חמצן

שנשארn (בתמיסה

0-ax)*

ריכוז מיחמצן

)M)

ln[H2O2]

0.0011052.14*10-30.020** -3.910.1021051.8*10-30.017-4.070.4231051.4* 10-30.013-4.341.2341051.1* 10-30.010-4.602.1551058.4*10-40.008-4.833.5061055.2*10-40.004-5.526.5771052*10-40.0018-6.32

c °23 , טמפ' סופית: c °21, טמפ' התחלה: 0.024M – ***, ריכוז יודיד2.5mlנפח יודיד –

n = C*V , n0=0.0214M*0.1L = 2.14*10-3mol * מס' מולים התחלתי חושב ע"פ טיוסולפט : 1ml מס' מולי מי חמצן שמגיבים עם

3.2*10-4 mol =2 / = 6.4*10-42 = )מולים של טיוסולפט )/ a, )x 1= מספר פעמיים שהוסף ml )

( t=0, 2.14*10-3-3.2*10-4*1 =1.8*10-3 (דוגמא עבור

C = n/V , C = 2.14*10-3/0.103.5 = 0.020M** ריכוז מי חמצן חושב ע"פ :

C*V=C*V : )1M*2.5ml = C*105ml C=0.024M ריכוז היודיד חושב ע"פ (***

: שינוי ריכוז מי החמצן כתלות בזמן זוג א' – 1 גרף מספר

V = K[H3O+]c*[I-]b*[H2O2]aחישוב קבוע המהירות :

a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.3565x –4.0876

k’ = 0.365 1דקה/

: תוצאות קינטיקת תגובה – זוג ב' – 2 טבלה מספ ר זמן הופעת

הצבע הכחול(דקות(


) )ml) ±0.1


ml))ml )±0.1



0-ax)*


)M)

ln[H2O2]

0.0011052.14*10-30.020** -3.910.2321051.8*10-30.017-4.070.5431051.4* 10-30.013-4.341.3941051.1* 10-30.010-4.602.2851058.4*10-40.008-4.833.4261055.2*10-40.004-5.525.2771052*10-40.0018-6.32

c ° 23 , טמפ' סופית: c °21, טמפ' התחלתית: 0.024M, ריכוז יודיד*** – 2.5mlנפח יודיד –

C*V=C*V : )1M*2.5ml = C*105ml C=0.024M ריכוז היודיד יושב ע"פ (***

: שינוי ריכוז מי החמצן כתלות בזמן זוג ב' – 2 גרף מספר

y- = 0 .1244 x -3 .3969

R 2 = 0 .8989

7-

6-

5-

4-

3-

2-

1-

0

0 1 2 3 4 5 6

זמן )דקות(

na

l[H

2O2

]


a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.422x –3.969

k’ = 0.422 1דקה/

: 5 ניסוי



(דקות(


) )ml) ±0.1


ml))ml )±0.1

מס' מולי מי –חמצן שנשאר

n (בתמיסה 0-ax)**


)M)

ln[H2O2]

0.0011042.14*10-30.0200-3.910.1621051.8*10-30.01704.07-0.3731061.4*10-30.0130-4.341.0541071.1*10-30.0100-4.601.4551088.4*10-40.0077-4.862.3961095.2*10-40.0047-5.364.0471102.0*10-40.0018-6.31

c ° 23 , טמפ' סופית: c °21, טמפ' התחלתית: M0.028 ריכוז יודיד ml3נפח יודיד

C*V=C*V : )1M*3ml = C*105ml C=0.028M ריכוז היודיד יושב ע"פ (***


y- = 0 .2375 x -4 .400

R 2 = 0 .8399

7-

6-

5-

4-

3-

2-

1-

0

0 1 2 3 4 5

זמן )דקות(

nl

[H2O

2]


a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.573x –4.004

k’ = 0.573 1דקה/

: תוצאות קינטיקת תגובה – זוג ב' – 4 טבלה מספר זמן הופעת

הצבע הכחול(דקות(


) )ml) ±0.1


ml))ml )±0.1



0-ax)


)M)

ln[H2O2]

0.0011052.14*10-30.020-3.910.2221051.8*10-30.017-4.070.5631051.4* 10-30.013-4.341.3341051.1* 10-30.010-4.602.2951058.4*10-40.008-4.833.2861055.2*10-40.004-5.525.2571052*10-40.0018-6.32

c ° 23 , טמפ' סופית: c °21, טמפ' התחלתית: 0.028M, ריכוז יודיד*** – ml 3נפח יודיד –

1M*3ml = C*105ml C=0.028M( : C*V=C*V) ע"פ יושב היודיד ריכוז***


y- = 0 .7644 x -3 .4379

R 2 = 0 .889

7-

6-

5-

4-

3-

2-

1-

0

0 1 2 3 4 5 6

זמן )דקות(

na

l[H

2O2

]


a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.446 x –3.973

k’ = 0.446 1דקה/ : 6 ניסוי



(דקות(


) )ml) ±0.1


ml ))ml )±0.1

מס' מולי מי –חמצן


0-ax)**

ריכוז מיחמצן)M)

ln[H2O2]

0.0011052.14*10-30.0200-3.910.521051.8*10-30.01704.07-

0.3131051.4*10-30.0130-4.340.5341051.1*10-30.0100-4.601.2251058.4*10-40.0077-4.862.0361055.2*10-40.0047-5.363.2071052.0*10-40.0018-6.31

c ° 23 , טמפ' סופית: c °21 , טמפ' התחלתית: 0.038M, ריכוז יודיד ml4נפח יודיד

C*V=C*V : )1M*4ml = C*105ml C=0.038M ריכוז היודיד יושב ע"פ (***


y = -0.6932x - 4.0518R2 = 0.9829

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

זמן )דקות(

ln]H

2O2[


a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.693x –4.051

k’ = 0.693 1דקה/

זוג ב' – : תוצאות קינטיקת תגובה 6 ר טבלה מספ


(דקות(


) )ml) ±0.1


ml))ml )±0.1



0-ax)*


)M)

ln[H2O2]

0.0011052.14*10-30.020** -3.910.1921051.8*10-30.017-4.070.5331051.4* 10-30.013-4.341.2041051.1* 10-30.010-4.602.0051058.4*10-40.008-4.833.0361055.2*10-40.004-5.524.4071052*10-40.0018-6.32

c ° 23 , טמפ' סופית: c °21, טמפ' התחלתית: 0.038M, ריכוז יודיד*** – ml 4נפח יודיד –

C*V=C*V : )1M4ml = C*105ml C=0.038M ריכוז היודיד יושב ע"פ (***


y- = 0 .7325 x -3 .5949

R 2 = 0 .2989

7-

6-

5-

4-

3-

2-

1-

0

0 1 2 3 4 5

זמן )דקות(

na

l[H

2O2

]


a=1 הנחה: V = K’ *[ H2O2]a

ln[H2O2] = - K’ t + ln[H2O2]

y = -0.523 x –3.949

k’ = 0.523 1דקה/

: ריכוז תוצאות קבועי המהירות עם שינוי בריכוז היודיד 7 טבלה מספר ’K'זוג ב - ’K 'זוג א - (Mריכוז יודיד ( (KIנפח תמיסת

)ml)

0 0 0 00.422 0.365 0.024 2.50.476 0.573 0.028 30.523 0.693 0.038 4

.' : קבוע המהירות כתלות בריכוז יוני היודיד זוג א 7 גרף מספר

y =81 .735 x -0 .3900

R 2 = 0 .2769

0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0 10.0 20.0 30.0 40.0

)M( ריכוז יוני יודיד

)1 /ה

ני)ש

ה

בגו

תת

רוהי

מע

בוק

.' : קבוע המהירות כתלות בריכוז יוני היודיד זוג ב 8 גרף מספר

y =41 .85 x + 0 .2720

R 2 = 0 .1559

0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0 10.0 20.0 30.0 40.0

)M( ריכוז יוני יודיד

)1 /ה

ני)ש

ה

בגו

תת

רוהי

מע

בוק

K’ = K’’*[I-]b

עבור זוג א':y= 18.537x – 0.0093K’’ = 18.53 M/דקה

עבור זוג ב': y= 14.58x + 0.272

K’’ = 14.58 M/דקה

דיון ומסקנות :

. חישוב ריכוז מי חמצן בתמיסה (ע"פ הריכוז הכתוב על הבקבוק(: 1

(.0.0175M זוג ב': 0.0214M בפועל (ע"פ טטרציה(, קיבלנו ריכוזים שונים (זוג א':

יש לקבוע את ריכוז מי חמצן ע"פ טטרציה מכיוון שמי חמצן הינם חומר פעיל מאוד .2 ויתכן שעד רגע הניסוי ריכוזם ישתנה, (ע"פ תוצאות הטטרציה שלנו לזוג א' יצא ריכוז גבוהה

יותר, כנראה בשל שגיאות במדידה(.

. בניסוי הראשון לפני תחילת הטטרציה היוד בתמיסה כבר הגיב עם המי חמצן ולכן נמצא3 צורה שמגיבה עם עמילן ויוצרת צבע כחול-שחור. I2בצורה של

גם את’K במשוואת המהירות בניסוי זה מכיל : . משוואת הקצב היא4].2.28] ואת ריכוז יוני ההידרוניום [0.023ריכוזי יוני היוד שהשתתפו בתגובה [

K’=0.365'בניסוי של זוג א -K’=0.422 :בניסוי של זוג ב' לכן-משוואות הקצב הן -

( שהוא יחסי לריכוזי המגיבים וכןK ,מייצג את קבוע הקצב של התגובה (’K. שיפוע הגרף ,5את ריכוזי המגיבים שנשארים קבועים לכל אורך הניסוי.

הערה:כיון שהתגובה היא מסדר ראשון התקבל גרף לינארי אשר מבטא את הנוסחה :

y= a x + b

ln[A]t=-k’t+ln[A]0

היא מסדר ראשון ניתן לראות זאת ע"פ הגרפים כיון4-6. הריאקציה אותה ביצענו בניסויים 6, כלומר ישנו יחס ישר בין שינוי ריכוז מי חמצן לבין מהירות התגובה.ששיפוע הגרפים ליניארי

. שיפוע הגרף מייצג את השתנות מהירות התגובה ביחס לשינוי בריכוז יוני היוד .בגרף יש את7

המהירות בכל שלושת הניסויים ואת השינוי בריכוז יוני היוד שהכנסנו בכל ניסוי,כיון שכל שאר המשתנים נשארו זהים המשתנים היחידים שהשתנו הם מהירות התגובה שהשתנתה ביחס לשינוי ריכוז יוני היוד.שיפוע הגרף הוא ליניארי כלומר,ההנחה כי התגובה היא מסדר ראשון

(<0.85R2היא נכונה.(

. הגרף אינו עובר דרך נק' ראשית הצירים אך הוא צריך לעבור כיון שכאשר אין ריכוז של יוני8יודיד מהירות התגובה היא אפס (אין תגובה(.

. סדר הריאקציה לגבי יוני יודיד הוא סדר ראשון,ניתן לראות מתוך שיפוע גרף תלות המהירות9בריכוז יוני היודיד ,שהוא ליניארי.

. לא ניתן על סמך הניסויים שביצענו לקבוע את קבוע המהירות האמיתי של התגובה כיוון10 ששינינו בכל ניסוי ריכוז מגיב אחד- היוד, ואילו בכדי לקבוע את קבוע המהירות האמיתי של

התגובה נצטרך לבצע את הניסוי תוך שינוי ריכוז החומצה, כיוון שהוא תלוי בריכוז יוני המימן(כלומר החומצה(.

. נתבקשנו למדוד את הטמפ' לפני ואחרי הניסוי כדי לוודא שמהירות התגובה לא הושפעה11 1-1.5˚משינוי בטמפ' אלא משינוי הריכוז בלבד. במדידות שביצענו היה שינוי קל בטמפ' (של כ-

ואנו מניחים כי זהו שינוי זניח.(

ומאפשר לנו לדעת מתי הטיטרציה שלI2(. העמילן משמש כאינדיקטור ליוד בתגובה (12. I2התיוסולפט והיודיד הסתימה ויש הצטברות של

. המסקנות המתקבלות מהניסוי הן:13

* ע"י שמירת ריכוז קבוע של שניים מהמגיבים ניתן להפוך את התגובה מסדר שלישי לתגובהמסדר ראשון ולקבוע את קבוע הקצב בהתאם.

* כדי לחשב קבוע קצב אמיתי של תגובה יש לשנות את ריכוז יוני ההידרוניום (החומצה(.* מהירות התגובה גוברת עם העלייה בריכוז המגיב.

. מקורות שגיאה אפשריים בניסוי:14

מדידות זמן לא מדויקותמדידות נפחים לא מדויקותשינוי בטמפרטורה.טיטרציה של מי חמצן לא מדויקת ולכן ריכוז התחלתי לא נכון

מעבדה קינטיקה

Documents

Transcript of מעבדה קינטיקה