Ozbekiston respublikasi oliy va

Kimyoviy reaksiyalarning tezlik konstantasini aniqlash

Ishning maqsadi: Turli usullar bilan kimyoviy reaksiyaning tezlik konstantasini aniqlash.

A. Yodid kislotaning H₂O₂ bilan oksidlanish reaksiyasining tezlik konstantasini aniqlash.

Iodid kislotaning vodorod peroksid bilan oksidlash reaksiyasi quyidagi tenglama bo’yicha boradi:

2 HI + H₂O₂ → 2 H₂O + I₂ (1)

Reaksiyaga kirishgan H₂O₂ miqdorini hosil bo’lgan I₂ ni Na₂S₂O₃ eritmasi bilan titrlab aniqlash mumkin.

HI kislotasi H₂SO₄ ning yod birikmalariga, masalan KI yoki NaI ga ta’siri natijasida olinadi:

H₂SO₄ ning KI bilan ta’sirlashish reaksiyasi amalda tez boradi.

2 KI + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2 HI

Bu holda faqat 2 HI + H₂O₂ → I₂ + 2 H₂O reksiya tezligi

I₂ + 2 K₂S₂O₃ → 2 KI + K₂S₄O₆ reaksiya yordamida aniqlanadi. KI konsentratsiyasi, shunga ko’ra HI ning konsentratsiyasi ham o’zagarmas bo’ladi. Shuning uchun tajriba sharoitidagi HI va H₂O₂ orasidagi reaksiya tezligi faqat H₂O₂ konsentratsiyasiga bog’liq. Bu psevdomonomolekulyar reaksiyaning tezlik konstantasini hisoblash uchun monomolekulyar reaksiya (birinchi tartibli reaksiya) ning tenglamasini qo’llash mumkin:

(2)

Kerakli asbob va reaktivlar: Termostat, kolbalar: 1 dona 200 ml li, 1 dona 100 ml li o’lchov kolbasi, 25 ml li byuretka, sekundomerli soat, 0,4 % li KI , 2 N li H₂SO₄, eritmalar: 0,05 N li H₂O₂ va Na₂S₂O₃, 0,5 % li kraxmal eritmasi, 0,1 N li (NH₄)₂MoO₄ eritmasi.

Ishning borishi. Tajriba. O’lchov kolbasidan foydalanib 200 ml li kolbaga 100 ml 0,4 % li KI va 50 ml 2 N li H₂SO₄ eritmalaridan quyiladi. Kolba bo’g’ziga qalin simobli halqa (og’irlashtiruvchi) o’rnatiladi va termostatga qo’yiladi. Shu bilan birga termostatga 15-20 ml 0,05 N li H₂O₂ eritmasi bo’lgan probirka kiritiladi. Kolba ustiga 0,05 N Na₂S₂O₃ eritmasi to’ldirilgan byuretka o’rnatiladi.

Kolba tarkibi va probirkadagi H₂O₂ eritmasi suv harorati bilan tenglashganda (10-15 minutdan so’ng), kolbaga byuretkadan 1 ml Na₂S₂O₃ eritmasi quyiladi. So’ngra 5 % li kraxmal eritmasi va 10 ml 0,05 N H₂O₂, ekvivalent miqdorda A ml 0,05 N tiosulfat eritmalaridan ham quyiladi.

Kolbadagi aralashma yaxshilab aralashtiriladi va sekundomer bilan eirtmaning havorangga bo’yalgan vaqti t₀ ni jadvalda belgilab olinadi. Keyin darhol byuretkadan 1 ml 0,05 N Na₂S₂O₃ eritmasi qo’shiladi, aralashtiriladi va yana havorang bo’yalgan vaqt t₁ belgilab olinadi. Shu tariqa bu jarayon 4-5 marta takrorlanadi. So’ngra kolbaga 0,5 N (NH₄)₂MoO₄ (katalizator) eritmasidan 1 necha tomchi qo’shiladi va ajralgan yod havoroang yo’qolguncha Na₂S₂O₃ ning 0,05 N li eritmasi bilan titrlanadi.

Shu tarzda ish uchun olingan 10 ml 0,05 N H₂O₂ eritmasiga ekvivalent bo’lgan Na₂S₂O₃ eritmasining A ml 0,05 N ga tugri keluvchi umumiy miqdori aniqlanadi. Dastlabki rang hosil bo’lish vaqti t₀ tajriba boshlanishi deb qabul qilinadi, vaqt oraliqlari t₁, t₂ va boshqalar shu orqali aniqlanadi. Shunday qilib, tajribaning boshlang’ich vaqti t₀ da A – 1 ml 0,05 N H₂O₂ eritmasi saqlaydi va shunga ko’ra a=A-1 bo’ladi. 2-rang hosil bo’lish vaqti t₁ da yana 1 ml 0,05 N H₂O₂ eritmasi reaksiyaga kirishadi va shunga ko’ra x = 1 bo’ladi, 3-rang hosil bo’lgan vaqtda x = 2 bo’ladi va hokazo.

Hisoblashlar. Reaksiyaning tezlik konstantasini aniqlash uchun 2- tenglama quyidagi ko’rinishga keltiriladi:

Bu tenglamadagi A va x qiymatlariga 0,05 N Na₂S₂O₃ eritmasining millilitrda t minutlarda olingan miqdorini qo’yib tezlik konstantasi K har bir vaqt oralig’i t₁, t₂ va hokazolar uchun alohida hisoblanadi.

Tajriba davomida har bir vaqt oralig’ida topilgan konstanta qiymatlari orasidagi farq bir necha o’n ming ulushlarda oshmasligi kerak, bu esa tezlik konstantasi vodorod peroksid konsentratsiyasiga bog’lik emasligini bildiradi. Tajribada tezlik konstantasining o’rtacha arifmetik qiymati olinadi. Vodorod peroksidning 10 ml 0,05 N (A=10) eritmasiga Na₂S₂O₃ ning 10 ml 0,05 N eritmasining ekvivalentligini hisobga olgan holda ishning natijasi jadvalda yoziladi.

Ishning hisoboti: Har bir vaqt oralig’idagi tezlik konstantasi hisoblab, jadval to’ldiriladi.

Rang hosil bo’lishi	Astronomik vaqt (misol uchun)	Tajriba boshlan-gandan keyin o’tgan vaqt			(2,303/t)^1/ 2	A-1-x	Lg(a-1-x)	Lg(A-1)-lg(A-1-x)	Kt
		Minut	sekund	Vaqt, minutlarda
1 2 3 4	2 s 30 min 59 sek 2 s 34 min 06 sek 2 s 37 min 37 sek 2 s 41 min 34 sek	– 3 6 10	– 07 3 35	– 3,12 6,63 10,58	– 0,737 0,347 0,217	9 8 7 6	–	–	–