PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA HÓA HỌC

BẢN TƯỜNG TRÌNH HÓA HỌC
Bản tường trình số 3
XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
Thứ năm, ngày 08, tháng 05, năm 2014

Bộ môn: HÓA LÝ
Họ và tên sv: Mai Quang Hoàng
I. MỤC ĐÍCH
Xác định bậc của phản ứng oxy hóa-khử của K2S2O8
II. LÝ THUYẾT
Bậc của một phản ứng hóa học theo một chất phản ứng là số mũ của nồng độ
chất đó trong biểu thức vận tốc. Bậc tổng cộng của phản ứng bằng tổng số bậc
theo các chất phản ứng.
Biểu thức vận tốc của phản ứng chỉ có thể xác định bằng sự nghiên cứu
thực nghiệm động học của phản ứng mà không suy dẩn được từ phương trình hóa
học.
Xét phản ứng: aA + bB →
Sp
Vận tốc phản ứng biểu diển theo biến thiên nồng độ chất A:
v

 dC A
 k .C Aa .C Bb
dt

v

 dC A
 k .C Aa .
dt

(1)
Bậc phản ứng theo chất phản ứng A là a, theo chất B là b và bậc tổng cộng
là n=a+b+….
Thông thương để xác định bậc phản ứng theo một chất , thí dụ chất A thì
nồng độ các chất còn lại được giữ không đổi ( hoặc thay đổi rất ít) trong khoảng
thời gian khảo sát bằng cách cho nồng độ đầu của no rất lớn so với chất A. Khi
đó phương trình vận tốc phản ứng có dạng:
(2)
Có nhiều phương pháp xác định bậc của một phản ứng hóa học ở đây ta
xét phương pháp vi phân.

1


Theo phương pháp vi phân vận tốc phản ứng xác định theo chất A được
tính từ độ dốc của tiếp tuyến với đương cong CA=f(t) tại điểm có nồng độ CAi
tương ứng và từ biểu thức vận tốc ta có:
v  k .C An

(3)

lg v  n lg C A  lg k

(4)
Biểu thức trên cho thấy có thể xác định được n và k nếu biết được sự phụ
thuộc của v theo CA

Phương pháp này có thể thực hiện theo 2 cách:
Vận tốc được xác định tại thời điểm t=0 ứng với một loạt các phản ứng có nồng
độ ban đầu CAo khác nhau. Phương pháp này loại trừ được ảnh hưởng của sản
phẩm và chất trung gian trên vận tốc phản ứng .Bậc phản ứng xác định theo cách
này gọi là “bậc thực” hay “bậc nồng độ” no.
Vận tốc phản ứng được xác định tại những thời điểm t khác nhau của một phản
ứng bậc phản ứng xác định theo phương pháp nay giống với bậc xác định theo
phương pháp tích phân và gọi là bậc thời gian nt
Nói chung nt có thể khác no
Nếu ntNếu nt>no thì có chất nào đó đã xúc tiến phản ứng
Phản ứng oxy hóa khử của K2S2O8 và KI xảy ra theo phương trình .
K2S2O8 + 2KI = I2 + 2 K2SO4 (5)
Vận tốc phản ứng tại thời điểm ban đầu được xác định gián tiếp qua thời
gian cần thiết để phản ứng xảy ra tới một mức độ tương đối nhỏ xác định nào đó.
Khi đó.
v

 dC A  C A C Ao  C A
a
b


 kC Ao
.C Bo
dt
t
t

(6)

Để giữ cho biến thiên ∆CA giống nhau trong loạt thí nghiệm ta sẽ them
một lượng nhỏ xác định Na2S2O3 vào trong dung dịch .Na2S2O3 sẽ tác dụng với I2
sinh ra theo phương trình.
2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6
Kết quả là dung dịch sẽ không có I2 tự do cho đến khi nào Na2S2O3 tham
gia hết vào phản ứng , sau đó I2 dư sinh ra sẽ làm tím nhạt hồ tinh bột đó chính là
thời điểm phản ứng t
Với 1 loại thí nghiệm trong đó CBo giữ không đổi ,CAo tỉ lệ với thể tích VA của
K2S2O8 cho vào dung dịch phản ứng, từ (6) ta được:
lg t  a lg V A  const

(7)

2


Tương tự với các loạt thí nghiệm trong đó CAo giữ không đổi , CBo tỉ lệ vơi
thể tích VB của KI cho vào , ta được :
lg t  b lg VB  const

(8)
Từ (7), (8) xác định được a,b và bậc tổng cộng của phản ứng:
III.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
B1 Chuẩn bị 12 bình nón và rửa sạch các bình đó
B2 Dùng pipet thích hợp lấy hóa chất vào các bình ( pipet cỡ 2ml để lấy Na2S2O3 , dung
pipet cỡ 25ml để lấy KI và H2O ,dung pipet cỡ 10ml để lấy hồ tinh bột)
B3 Lắc đều các bình nón ,đổ bình 2 vào bình 1 lúc đó bấm đồng hồ để bắt đầu đo, lắc
đều bình phản ứng.
B4 Quan sát cho đến khi dung dịch tron bình chuyển sang màu tím nhạt thì dừng lại và
ghi thời gian.

Thể tích cần lấy vào các bình:

Bình 1

Bình 2

Thí nghiệm số

1

2

3

4

5

6

Na2S2O3(ml)

2

2

2

2

2

2

KI(ml)

20

20

20

15

10

5

H2O(ml)

0

0

0

5

10

15

K2S2O8(ml)

10

15

20

25

25

25

H2O(ml)

15

10

5

0

0

0

Hồ tinh bột

10

10

10

10

10

10

KẾT QUẢ
VB =20ml

VA =10ml

Thí
Nghiệm
VA(ml)

1

2

3

4

5

6

20

Thí
Nghiệm
VB(ml)

10

15

15

10

5

t (giây)

35

24

12

t (giây)

14

16

24
3


Tính toán:
A (K2S2O8), B (KI)
a) Từ thí nghiệm 1-3 trong đó ta giữ cho CB giữ không đổi, CA tỉ lệ với thể tích VA
cho vào dung dịch phản ứng ta được:
lg t  a lg V A  const (*)

Ta có bảng giá trị:
Log(t)

1.544

1.380

1.079

Log(VA)

1

1.176

1.310

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lg(t) theo logVA
 Từ đồ thị ta thu được phương trình f(x)= -1.371x+ 3.044 đối chiếu
phương trình (*) trên ta thu được giả trị a= 1.371 lấy gần đúng giá trị
bật riêng của K2S2O8 là 1
b) Từ thí nghiệm 4-6 trong đó ta giữ cho CA giữ không đổi, CB tỉ lệ với thể tích VB
cho vào dung dịch phản ứng ta được:
4


lg t  b lg VB  const (**)

Ta có bảng các giá trị:
Log(t)

1,146

1,204

1,380

Log(VB)

1.176

1

0.699

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lg(t) theo logVB
 Từ đồ thị ta thu được phương trình f(x)= -0.501x+ 1.723 đối chiếu
phương trình (**) trên ta thu được giả trị a= 0.501 lấy gần đúng giá trị
bật riêng của KI là 1
Ta xác định phản ứng trên có bậc tông quát là n=a + b = 1+1=2.

5