Гомогенный катализ диспропорционирования пероксида водорода акваионами железа двухвалентного

контрольная работа

Расчеты и результаты

Исходя из предположения, что реакция

H2O2 > H2O + 0,5O2

имеет первый порядок по пероксиду, получаем

где kэфф - эффективная константа скорости реакции,

[H2O2] = a-2x - концентрация пероксида в момент времени t,

a - исходная концентрация пероксида,

x - количестов молей выделившегося кислорода в момент t.

После преобразований и интегрирования получаем:

где x? - количество выделившегося кислорода в конце реакции. Согласно закону Менделеева-Клапейрона, при фиксированных T, V количество газа пропорционально его парциальному давлению в системе, поэтому справедливо

где P? и P - соотвественно парциальное давление кислорода в конечный и текущий момент времени. Строя график в координатах ln(P?/P?-P) - t, находим эффективную константу скорости реакции.

Для нахождения зависимостей эффективной константы от различных параметров, энергии активации реакции, предэкспоненциального фактора и порядков реакции по компонентам проводились серии экспериментов с варьированием одного из параметров: одной из концентраций или температуры. Результаты экспериментов приведены в таблице 1. (См. рис. 1-9 в приложении.)

Таблица 1. Результаты экспериментов

Номер опыта

T, oC

Варьируемый параметр

С (реагентов), M

kэфф, 10-4 M-1c-1

H2O2

Fe2+(соль Мора)

pH

1

25

С(H2O2)

0,250

0,0125

2,58

8,64

2

25

0,125

0,0125

2,58

9,36

3

25

0,500

0,0125

2,58

9,38

4

25

C(Fe2+)

0,250

0,0063

2,58

15,3

5

25

0,250

0,0250

2,58

4,15

6

25

pH

0,250

0,0125

2,21

4,81

7

25

0,250

0,0125

1,77

1,60

8

35

T

0,125

0,0125

2,58

21,5

9

45

0,250

0,0125

2,58

55,1

Из таблицы можно видеть, что все эксперименты были разделены на 4 серии по варьируемому параметру. Из серий экспериментов 1,2,3//1,4,5//1,6,7 путем построения зависимостей вида lg(kэфф) - lg(варьируемая концентрация) были соответственно определены порядки зависимостей константы от концентрации пероксида, железа, pH; из экспериментов 1,8,9 были найдены эффективная энергия активации реакции и ее предэкспоненциальный фактор. Результаты сведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты серий экпериментов

Перечень экспериментов серии

Варьируемый параметр серии

Искомый параметр

Найденное значение

1,2,3

C(H2O2)

Порядок по H2O2

1,4,5

C(Fe2+)

Порядок по Fe2+

0,94

1,6,7

pH

Порядок по pH

0,91

1,8,9

T

Ea

72,88 кДж/моль

koэфф

5,0•109

Делись добром ;)