Реферат: Энергия активации

ехр[-Еа(Т₂ – T₁ )/RT₁ T2 ] = τ₂ / τ₁ .(13)

Следовательно, при заданных T₁ и Т₂ отношение τ₂ / τ₁ для реакций, протекающих на одну и ту же глубину, постоянно и называется коэффициентом трансформации. Если этот коэффици­ент известен, то значение энергии активации рассчитывается по формуле:

Е_а = R[T₁ T₂ /(Т₂ – T₁ )]-ln(τ₂ / τ₁ ).(14)

Реакция иодирования ацетона

Вкачестве объекта исследования в данной работе выбрана реакция иодирования ацетона. Реакция

СНзСОСНз + I ₂ = СНзСОС H ₂ I + HI (15)

катализируется кислотами Бренстеда(донорами протонов). Эта реакция катализируется сильной минеральной кислотой.

Как видно из уравнения, один из продуктов реакции - иодоводородная кислота (катализатор). Поэтому концентрация ка­тализатора в ходе опыта возрастает. Такие процессы называются автокаталитическими.

Можно выделить две стадии реакции. На первой происхо­дит таутомерное превращение кетона в енол, катализатор - ионы оксония:

СНзСОСНз—> СНзС(ОН)=СН₂ ; К₁ (16)

Затем (вторая стадия ) енол реагирует с иодом:

СНзС ( ОН )= СН ₂ + I₂ = CH₃ COCH₂ I + HI; К ₂ (17)

Вторая стадия очень быстрая, а первая - скорость лимити­рующая. Поэтому скорость реакции равна скорости енолизации ацетона:

dc/dτ = К₁ С_а с_{H O} (18)

где С_а - концентрация ацетона;

С _{H 3 O} ⁺ - концентрация ионов оксония (ионов водорода). От концентрации иода скорость реакции не зависит. Обозначим через а и b - числа моль ацетона и оксоний-ионов в начальный

момент времени в колбе объемом V; х - количество прореагировавших ацетона и иода,

равное количеству вновь образовавшихся оксоний-ионов.

Тогда:

С_а = (a-x)/V; С _{H 3 O} ⁺ = ( b+x)/V.(l 9)

Подставляя (19) в (18), находим:

dx/dτ = (K₁ /V)(a-x)(b+x).

После интегрирования этогоуравнения в пределах от х=0 до х и от τ=0 до х, разрешения относительно K₁ получим выраже­ние:

K₁ = V/(a+b) τ*In a(b+x)/(a-x)b, (20)

в котором числа моль а и b - заданыусловиями приготовления ра­бочей смеси, а х в зависимости от τопределяют путем титрования иода тиосульфатом натрия.

Если перейти к концентрациям веществ, участвующих в реакции, то уравнение (20) приобретет вид:

(21)

где С°а - начальная концентрация ацетона, моль-экв/л;

С _{H 3 O} ⁺ - начальная концентрация ионов оксония (ионов водорода), моль-экв/л;