Курсовая работа: Электрохимия и химическая кинетика

Для реакции дана константа скорости омыления – К. Вычислить время, необходимое для омыления эфира, взятого в объёме V₁ и концентрации С₁ (н), если для омыления к указанному количеству эфира добавить:

а) V₁ (м³ ) С₁ (н) раствора NaOH;

б) V₂ (м³ ) С₂ (н) раствора NaOH;

в) V₃ (м³ ) С₃ (н) раствора NaOH

для случая, когда прореагируют 10, 20, 30, … N % эфира.

Построить графики зависимостей скорости реакции (степени превращения) от времени. Сделать вывод о влиянии исходной концентрации щелочи на скорость реакции.

К	V1	V2	V3	C1	C2	C3	N
5.31	0.25	0.30	0.20	0.20	0.50	0.15	60

Решение.

а) Считая указанную реакцию, реакцией II порядка, выразим из соответствующего кинетического уравнения время:

(1)

для случая, когда исходные концентрации обоих реагентов равны.

Поскольку исходная концентрация эфира равна: С₀ =0,20, то для моментов времени, когда прореагирует 10, 20, 30 … 60% эфира, его концентрация будет составлять:

.

Тогда представим эти концентрации в виде таблицы:

N, %	10	20	30	40	50	60
Ci	0.18	0.16	0.14	0.12	0.1	0.08

Тогда соответственно время (рассчитанное по формуле 1), затрачиваемое на реакцию:

Ci	0.18	0.16	0.14	0.12	0.1	0.08
	0.102	0.235	0.404	0.628	0.942	1.412

Степень превращения эфира равна:

Получим ряд значений степени превращения в соответствующие моменты времени:

	0.102	0.235	0.404	0.628	0.942	1.412
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6

б) В этом случае исходные концентрация и объём эфира неодинаковы, поэтому необходимо воспользоваться кинетическим уравнением реакции II порядка для случая, когда вещества взяты в различных концентрациях:

(2)

где a – исходная концентрация эфира;

b – начальная концентрация щелочи;

x – кол-во прореагировавшего эфира;

Поскольку общий объём смеси равен V₀ =V₁ +V₂ =0.25+0.30=0.55, то начальные концентрации эфира и щелочи будут, соответственно, равны:

;

.

Тогда: .

Для значений N = 10…60% получим:

N, %	10	20	30	40	50	60
	0,0091	0,018	0,027	0,036	0,046	0,055

Подставляя полученные значения а ,b и х в уравнение (2), получаем время, необходимое для того, чтобы прореагировало количество эфира, равное х :

	0,0091	0,018	0,027	0,036	0,046	0,055
	0,074	0,16	0,26	0,381	0,529	0,717

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--