bài 4 xác định bậc phản ứng

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC CỦA PHẢN ỨNG
Sinh viên: Lê Thị Kim Thoa
Ngày thực hiện: 30/9/2016
Chữ ký

I.

Lời phê

Mục đích thí nghiệm

Xác định bậc tổng cộng của phản ứng
Fe3+ + I-  Fe2+ + 1/2 I2
bằng phương pháp vi phân
II.

Cơ sở lý thuyết

Gọi Cx là nồng độ Fe2+ sinh ra tại mỗi thời điểm t xác định thông qua nồng độ Iod
sinh ra. Lượng Iod này được chuẩn độ bằng Na 2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột như trên
ta có :
Từ các giá trị Cx trên xây dựng được đồ thị 1/Cx = f (1/t) bằng phương trình thực
nghiệm:
1/Cx = α + β.1/t

(1)

Từ phương trình (1) suy ra β là tg góc nghiêng của đồ thị hợp với phương ngang
(góc nhỏ hơn 180o ). Sau đó tính 1/β. Vẽ đồ thị lg(1/β) và lg C 0Fe3+ theo phương
trình:
lg(-dc/dt)t=0 = lg(1/β) = A1 + n1 lg(C0 Fe3+)

(2)

Đồ thị (2) là 1 đường thẳng và ta sẽ tính được n 1 bằng tg góc nghiêng của đồ thị hợp
với phương ngang (góc nhỏ hơn 180o ).

III.

Kết quả thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Xác định bậc riêng n1 của Fe3+


Erlen 1
Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

1/ CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

25

0.04

1.2

0.00012

8333.3333

2

46

0.0217

1.7

0.00017

5882.3529

3

70

0.0143

2

0.0002

5000

4

100

0.01

2.5

0.00025

4000

5

135

0.0074

2.8

0.00028

3571.4286

6

168

0.006

3.2

0.00032

3125

7

210

0.0048

3.6

0.00036

2777.7778

8

255

0.0039

3.9

0.00039

2564.1026

1/ CFe2+

Đồ thị 1/C_ 1/t

Erlen 2
Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

32

0.03125

2.8

0.00028

3571.4286

2

50

0.02

3.7

0.00037

2702.7027

3

66

0.0152

4.2

0.00042

2380.9524

4

92

0.0109

4.7

0.00047

2127.6596

5

122

0.0082

5.4

0.00054

1851.8519

6

156

0.0064

0.00059

1694.9153

7

178

0.0056

6.3

0.00063

1587.3016

8

200

0.005

6.7

0.00067

1492.5373

5.9

Đồ thị 1/C_ 1/t


Erlen 3
Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

1/ CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

39

0.026

3.8

0.00038

2631.5789

2

70

0.0143

6.4

0.00064

1562.5

3

102

0.0098

7.3

0.00073

1369.863

4

126

0.0079

8.2

0.00082

1219.5122

5

149

0.0067

9.1

0.00091

1098.9011

6

172

0.0058

9.9

0.00099

1010.101

7

195

0.0051

10.5

0.00105

952.3809

8

222

0.0045

11.3

0.00113

884.9558

1/ CFe2+

Đồ thị 1/C_ 1/t

Erlen 4
Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

60

0.0167

7.7

0.00077

1298.7013

2

105

0.0095

9.6

0.00096

1041.6667

3

132

0.0076

11

0.0011

909.0909

4

169

0.0059

12.4

0.00124

806.4516

5

198

0.0051

13.7

0.00137

729.9270

6

228

0.0044

14.7

0.00147

680.2721


7

252

0.004

15.6

0.00156

641.0256

8

278

0.0036

16.3

0.00163

613.4969

Đồ thị 1/C_ 1/t

Từ 4 đồ thị trên ta thu được giá trị β như sau:
β

Lg(1/β)

157732
85821
78656
52902

-5.1979
-4.9336
-4.896
-4.7235

Tính lại nồng độ của Fe3+
Bình 1: = 1/600

 lg() = -2.778

Bình 2: = 1/300

 lg() = -2.477

Bình 3: = 1/200

 lg() = -2.301

Bình 4: = 1/150

 lg() = -2.176

Vẽ đồ thị lg(1/β) và lg(CoFe3+)

 Từ đồ thị trên ta xác định được bậc riêng n1 của Fe3+ là 1,3017 2

Thí nghiệm 2: Xác định bậc riêng n của I-:
2

Erlen 1


Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

1/ CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

23

0.0435

0.9

0.00009

11111.1111

2

42

0.0238

1.3

0.00013

7692.3077

3

74

0.0135

1.8

0.00018

5555.5555

4

106

0.0094

2.2

0.00022

4545.4545

5

142

0.007

2.5

0.00025

4000

6

178

0.0056

2.8

0.00028

3571.4286

7

208

0.0048

3.1

0.00031

3225.8065

8

240

0.0042

3.3

0.00033

3030.3030

1/ CFe2+

Đồ thị 1/C_ 1/t

Erlen 2
Số lần

chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

9

0.1111

1.2

0.00012

8333.3333

2

30

0.0333

2.1

0.00021

4761.9048

3

50

0.02

2.9

0.00029

3448.2759

4

76

0.0132

3.6

0.00036

2777.7778

5

98

0.0102

4.2

0.00042

2380.9524

6

124

0.0081

4.7

0.00047

2127.6596

7

144

0.0069

5.1

0.00051

1960.7843

8

172

0.0058

5.6

0.00056

1785.7143

Đồ thị 1/C_ 1/t


Erlen 3
Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

1/ CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

26

0.0385

5.1

0.00051

1960.7843

2

52

0.0192

6.7

0.00067

1492.5373

3

78

0.0128

7.7

0.00077

1298.7013

4

112

0.0089

8.6

0.00086

1162.7907

5

155

0.0065

9.6

0.00096

1041.6667

6

190

0.0053

10.6

0.00106

943.3962

7

220

0.00455

10.9

0.00109

917.4312

8

260

0.0044

11.5

0.00115

869.5652

1/ CFe2+

Đồ thị 1/C_ 1/t

Erlen 4

Số lần
chuẩn độ

Thời gian

1/t

V Na2S2O3

CFe2+

t(s)

(s-1)

(ml)

(N)

1

38

0.0263

6.7

0.00067

1492.5373

2

69

0.0145

7.7

0.00077

1298.7013

3

96

0.0104

8.7

0.00087

1149.4253


4

126

0.0079

9.6

0.00096

1041.6667

5

158

0.0063

9.9

0.00099

1010.1010

6

195

0.0051

10.5

0.00105

952.381

7

225

0.0044

10.8

0.00108

925.926

8

251

0.004

11.1

0.00111

900.901

Đồ thị 1/C_ 1/t

Từ 4 đồ thị trên ta có được những giá trị của β như sau:

β
204334
60691
31163
26949

lg(1/ β)
-5.3103
-4.7831
-4.4936
-4.4305

Tính lại nồng độ Iod:
Bình 1: = 1/400 = -2.6
Bình 2: = 1/ 200  = -2.3
Bình 3 : = 3/400 = -2.125
Bình 4 : = 1/100  = -2

 Từ đồ thị trên ta xác định được bậc riêng n2 của I- là 0,6412 1
 Ta xác định được bậc của phản ứng Fe3+ + I-  Fe2+ + 1/2 I2 một cách
khá chính xác là n = n1 + n2 =2 +1 = 3


IV. Nhận xét:
• Ta cho HNO3 vào dung dịch để tạo môi trường acid tránh Fe3+ bị thủy phân
tạo Fe(OH)3.
• HNO3 có tính oxy hóa mạnh, để bảo vệ Fe3+ (nếu trong dung dịch có
lẫn các ion khác có tính khử thì các ion này sẽ tác dụng với HNO 3 mà không
tác dụng với Fe3+).
• Ta cho thêm KNO3 vào dung dịch để bổ sung lượng NO3- vì ta không thể sử

dụng quá nhiều lượng acid HNO3, nó có thể sẽ oxy hóa Fe2+ trở lại thành
Fe3+.
Thí nghiệm không được làm quá 15 phút vì khi đó Fe3+ và I- đã phản ứng
hết với nhau, lượng I2 sinh ra là lớn nhất và không tạo thêm nữa.