Використовувані терміни

Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 628

Мета роботи:визначити порядок та природу лімітуючої стадії реакції нейтралізації твердої бензойної кислоти водним розчином КОН, обчислити товщину дифузійного шару.

Внаслідок розчинення твердої бензойної кислоти у водному розчині КОН перебігає реакція нейтралізації (2.8). Швидкість цього процесу залежить від швидкості підведення лугу до поверхні поділу твердої та рідкої фаз, тобто від швидкості дифузії.

В склянку ємністю 500 см³ кладуть якір магнітної мішалки і наливають мірним циліндром 300 – 400 см³ розчину КОН з концентрацією
0,1 моль/дм³. Склянку з розчином ставлять на столик магнітної мішалки і встановлюють певну повільну швидкість перемішування.

Скляну паличку з циліндром бензойної кислоти, розміри якого попередньо вимірюють, закріплюють у штативі над поверхнею розчину по центру склянки. Після цього занурюють циліндр у розчин і одночасно вмикають секундомір. Кожні 5 хвилин відбирають піпеткою 10 см³ розчину та титрують його за наявності фенолфталеїну розчином HCl, що має концентрацію 0,05 моль/дм³. Одразу після четвертого відбору проби збільшують швидкість обертів якоря мішалки і виконують ще чотири титрування через такі самі проміжки часу.

Для розрахунків константи швидкості реакції нейтралізації за формулою (2.11) необхідно знати або початкову концентрацію розчину KOH ( ), або пропорційний цій концентраціїоб’єм HCl ( ), який витрачається на титрування лугу. Для цього вихідний розчин КОН двічі – тричі титрують 0,05 – молярним розчином НСl за наявності фенолфталеїну до зникнення малинового забарвлення, відбираючи 10 см³ проби.

Константу швидкості гетерогенного процесу нейтралізації розраховують за формулою:

, (2.15)

де – об’єм розчину HCl, який витрачено на титрування відібраної в певний момент часу проби. Дані досліду та обчислень записують у табл. 2.2 (див. звіт).

Оскільки дослід виконується за двох режимів перемішування, то для початкової швидкості перемішування константу швидкості обчислюють за формулою (2.15), а для наступної – за формулою:

, (2.16)

де – різниця між часом відбору проб та часом зміни режиму перемішування; – останній перед зміною швидкості перемішування об’єм HCl, що витратився на титрування реакційної суміші.

Використовуючи експериментальні ( ) та довідникові ( ) дані, розраховують товщину дифузійного шару (два значення за різних режимів перемішування).

Звіт

1. Розміри циліндра бензойної кислоти:

висота см; діаметр см; площа поверхні см².

2. Результати титрування вихідного розчину КОН:

см³, см³, см³.

3. Результати кінетичних досліджень:

а) побудова графіка залежності ;

б) обчислення за формулами (2.15, 2.16) для табл. 2.2.

Таблиця 2.2. Дані для визначенняконстанти швидкості реакції
нейтралізації твердої бензойної кислоти водним розчином КОН та порядку цього процесу

Час від початку досліду , хв.	, см3	,	, хв.-1
…

хв.^-1

хв.^-1

4. Побудова на основі даних табл. 2.2 на одному графіку залежностей

та і визначення за ними констант швидкості

реакції за різних режимів перемішування:

хв.^-1; хв.^-1

5. Розрахунок товщини дифузійного шару за різних режимів перемішування:

см; см.

6. Кінетичні рівняння процесу:

7. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА: [1, с. 531 – 532; 2, с. 384 – 393; 3, с. 341 – 343; 5, с. 225 – 233; 6, с. 276 – 277, 285 – 287; 7, с. 117; 8, с. 48].