Φυσικοχημεία
Εργαστήριο :
--------------------------------------------------------------------------------------
Μερικές
παρατηρήσεις για την 1η άσκηση φυσικοχημείας:
Με
το πείραμα παρατηρείται αύξηση του χρόνου αντίδρασης για να παραχθεί η ΙΔΙΑ
ποσότητα θείου από μειούμενες ποσότητες Na2S2O3,
όταν η συγκέντρωση του HCl παραμένει σταθερή.
Μια
ημι-ποσοτική προσέγγιση αυτού δίνεται παρακάτω:
Η
ταχύτητα της αντίδρασης ως προς το Na2S2O3
(θειοθειϊκού νατρίου) είναι:
U= - [Cτελ - Cαρχ] / tτελ - tαρχ)
Σε
όλες τις τρεις περιπτώσεις, η συγκέντρωση του παραγόμενου S (θείου) είναι ίδια,
έστω α. Από την στοιχειομετρία της
αντίδρασης, αν α είναι τα mol του
θείου που παρήχθησαν , α mol Na2S2O3
καταναλώθηκαν.
Άρα
για το Na2S2O3 :
1η
αντίδραση:
Cαρχ=0,1
Cτελ= 0,1-α
tτελ= 62 sec
tαρχ=0sec
Αντικατάσταση
στον παραπάνω τύπο δίνει:
U1
= - [(0,1 - α) - 0,1] / 62 - 0 = α/62
Με
τον ίδιο τρόπο στην 2η και 3η περίπτωση έχουμε:
U2=α
/ 122
U3=α
/ 424
Επομένως
η ταχύτητα της αντίδρασης ως προς το θειοθειϊκό νάτριο μειώνεται με την μείωση
της συγκέντρωσης του Na2S2O3, αφού οι
αντίστοιχες συγκεντρώσεις είναι 0,1 , 0,05 και 0,02 στην 1η, 2η και 3η
περίπτωση αντίστοιχα.
Επίσης,
από το νόμο δράσης των μαζών:
U1=k
[Na2S2O3] [HCl]E2
(όπου
Ε2 είναι "στο τετράγωνο"). Αφού η σταθερά κ και η συγκέντρωση του HCl
είναι σταθερές, αν μειωθεί η συγκέντρωση του Na2S2O3,
θα μειωθεί και η ταχύτητα, σε συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα, όπου
παρατηρούμε ακριβώς αυτή την μείωση της ταχύτητας με την μείωση της
συγκέντρωσης.
Τέλος,
η συγκέντρωση του Na2S2O3, μεταβάλλεται, ενώ
οι συγκεντρώσεις του θείου και του υδροχλωρίου είναι σταθερές. Αν και των άλλων
μεταβάλλονται σύμφωνα με την στοιχειομετρία της αντίδρασης, δεν τις γνωρίζουμε,
αλλά και δεν μπαίνουν στην συλλογιστική μας (δεν τις χρειαζόμαστε) για να
αποδείξουμε ημι-ποσοτικά την αναλογική σχέση
Uαντίδρασης
= f (C)
και
-το ευνόητο;-
Uαντίδρασης
= f (1/t)
(η
ταχύτητα της αντίδρασης είναι αντιστρόφως ανάλογη του χρόνου)
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου