Методические указания к электронным лабораторным работам по курсу физической химии для студентов дневной формы обучения химико-технологического факультета и факультета строительного материаловедения

Вид материала

Методические указания

Содержание Лабораторная работа к11 Рекомендации по работе и задание на лабораторную работу Номера кинетических кривых, необходимых Библиографический список Таблица 4 Экспериментальные данные

Подобный материал:

• Методические указания к лабораторным работам по курсу "Математическое моделирование, 921.14kb.
• Методические указания по подготовке к семинарским занятиям для студентов дневной формы, 803.64kb.
• Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Технология программирования", 278.46kb.
• Методические указания к лабораторным работам по биологической химии для студентов, 948.06kb.
• Методические указания к лабораторной работе по курсу «Информатика» Основы алгоритмизации, 441.82kb.
• Методические указания к лабораторным работам по курсу, 438.32kb.
• Методические указания для студентов заочной формы обучения факультета Коммерции и маркетинга, 405.26kb.
• Методические указания для студентов заочной формы обучения факультета Национальной, 287.81kb.
• Методические указания и вопросы самостоятельной работы по курсу «свиноводство и технология, 590.32kb.
• Рабочая программа и методические указания к контрольным работам для студентов специальности, 482.62kb.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА К11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ И ПРЕДЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО МНОЖИТЕЛЯ


Цели работы

1. Ознакомиться с теоретическим материалом по зависимости скорости реакции от температуры.
   
2. Проанализировать серию опытных данных и определить величину энергии активации и предэкспоненциального множителя исследуемой реакции
   

Рекомендации по работе и задание на лабораторную работу

При выполнении расчетов по энергии активации необходимо располагать данными о константах скорости реакции при разной температуре. В рамках данной лабораторной работы программа составлена таким образом, чтобы студент находил константы скорости реакции на первом этапе, а затем, используя их, определял величину энергии активации и предэкспоненциального множителя. В программу заложен интегральный графический метод определения порядка реакции, и в задании на лабораторную работу рассмотрены опыты, в которых известно, что порядок реакции целочисленный. Конечно, фрагмент расчета, касающийся определения энергии активации, можно использовать и для случая, когда заранее найдены константы скорости реакций с дробным порядком. Просто в таблицу для расчета энергии активации нужно будет вводить соответствующие величины констант скоростей, а начальную часть расчета не использовать.

Согласно варианту, указанному преподавателем, из табл. 3 студент находит номера опытов, которые нужно проанализировать, а данные по самим опытам находятся из табл.4.

Таблица 3

Номера кинетических кривых, необходимых

для проведения лабораторной работы

Вариант	Номера опытов					Вариант	Номера опытов
1	3	1	3	1	3	11	55	58	64	67	73
2	28	2	28	2	28	12	79	88	94	100	106
3	58	3	58	3	58	13	7	13	16	19	25
4	81	4	81	4	81	14	31	37	40	46	52
5	3	5	3	5	3	15	55	61	64	79	76
6	33	6	33	6	33	16	83	86	92	98	107
7	60	7	60	7	60	17	2	5	8	114	23
8	84	8	84	8	84	18	29	32	35	44	50
9	6	9	6	9	6	19	59	65	68	71	74
10	28	10	28	10	28	20	80	92	98	104	107

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Краткую теоретическую часть по сути вопроса
   
2. Результаты определения констант скоростей реакции при разных температурах.
   
3. Графическую зависимость, позволяющую определить энергию активации и предэкспоненциальный множитель.
   
4. Выводы.
   

Задачи по лабораторной работе

1. Для реакции в газовой фазе А = В + С измеряют начальную скорость при различных температурах. Исходная концентрация вещества А равна 5,810^3 моль/л.

Температура, оС	502	527	547	567
Начальная скорость wо103, моль/(лс)	6,5	18,0	38,0	78,0

Установите, применимо ли для этой реакции уравнение Аррениуса; Вычислите параметры уравнения Аррениуса (предэкспоненциальный множитель и энергию активации), если известно, что реакция имеет первый порядок.

2. Разложение сложного органического соединения подчиняется кинетике первого порядка. Значения константы скорости приведены ниже:

Температура, оС	35	40	45	50	54	57	61,2
k104, c1	1,82	3,85	7,90	16,40	27,4	40,0	73,8

Определите параметры уравнения Аррениуса.

3. На основании температурной зависимости константы скорости реакции декарбоксилирования анионов замещенных карбоксильных кислот найдите параметры уравнения Аррениуса и вычислите значение константы скорости при 70 ^оС.

Температура, оС	20,07	36,87	50,03
k102, л моль1c1	1,8	13,1	43,0

4. При изучении реакции пиролиза 1бутена, приводящей к образованию в основном метана, получены следующие значения константы скорости для различных температур:

Температура, оС	493	509	514	522	541	546	555
k105, c1	8,4	24,1	24,2	38,1	90,2	140,0	172,0

Найдите параметры уравнения Аррениуса для этой реакции.

5. При изучении кинетики реакции между атомами кислорода и ароматическими углеводородами, например бензолом, получены следующие значения констант скорости:
   

Температура, К	300,3	341,2	392,2
k107, л моль1c1	1,44	3,03	6,90

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


1. Краснов К.С. Физическая химия: учеб. для вузов: в 2 кн. / К.С. Краснов [и др.]; под общ. ред. К.С. Краснова. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 2000. Кн. 1. 512 с.

2. Стромберг А.Г. Физическая химия / А.Г. Стромберг, Д.П.Семченко; под ред. А.Г.Стромберга; 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001. 496 с.

3. Ерёмин В.В. Основы физической химии. Теория и задачи: учеб. пособие для вузов / В.В.Еремин [и др.]; М.: Экзамен, 2005. 480 с.

4. Горшков В.И. Основы физической химии / В.И.Горшков, И.А.Кузнецов. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006. – 407 с.

5. Байрамов В.М. Основы химической кинетики и катализа / В.М.Байрамов; под ред. В.В.Лунина. М.:изд. центр «Академия», 2003.– 256 с.

6. Романовский Б.В. Основы химической кинетики: учебник/ Б.В.Романовский.  М.: Экзамен, 2006. 415 с.

7. Краткий справочник физико-химических величин. /под ред. А.А. Равделя и А.М.Пономаревой.  СПб.: Иван Федоров, 2003. 240с.

8. Практические работы по физической химии / К.П. Мищенко [и др.]. Л.: Химия, 1982. 400с.

9. Химическая кинетика: учебное пособие / Н.К. Булатов, А.Б. Лундин, Ю.Н. Макурин, Е.И. Степановских, Л.А. Брусницына, Т.А. Петухова.  Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2007. −81 с.


Таблица 4

Экспериментальные данные

Опыт 1 Температура 308 К		Опыт 2 Температура 308 К		Опыт 3 Температура 308 К		Опыт 4 Температура 311К
, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3
0	5	0	10	0	15	0	5
5	4,66	5	9,32	5	13,99	5	4,52
10	4,35	10	8,69	10	13,04	10	4,09
20	3,78	20	7,56	20	11,34	20	3,35
30	3,29	30	6,57	30	9,86	30	2,74
40	2,86	40	5,71	40	8,57	40	2,25
50	2,48	50	4,97	50	7,45	50	1,84
60	2,16	60	4,32	60	6,48	60	1,51
70	1,88	70	3,75	70	5,63	70	1,23
80	1,63	80	3,26	80	4,89	80	1,01
90	1,42	90	2,84	90	4,25	90	0,83
100	1,23	100	2,47	100	3,70	100	0,68
120	0,93	120	1,86	120	2,80	120	0,45
Опыт 5 Температура 311К		Опыт 6 Температура 311 К		Опыт 7 Температура 313 К		Опыт 8 Температура 313 К
, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3	, мин	с, моль/м3
0	10	0	15	0	5	0	10
5	9,05	5	13,57	5	4,41	5	8,82
10	8,19	10	12,28	10	3,89	10	7,79
20	6,70	20	10,05	20	3,03	20	6,07
30	5,49	30	8,23	30	2,36	30	4,72
40	4,49	40	6,74	40	1,84	40	3,68
50	3,68	50	5,52	50	1,43	50	2,87
60	3,01	60	4,52	60	1,12	60	2,23
70	2,47	70	3,70	70	0,87	70	1,74
80	2,02	80	3,03	80	0,68	80	1,35
90	1,65	90	2,48	90	0,53	90	1,05
100	1,35	100	2,03	100	0,41	100	0,82
120	0,91	120	1,36	120	0,25	120	0,50