6, semestr 4, chemia fizyczna, sprawka laborki, 6.11


Badanie aktywacji termicznej reakcji chemicznej.

Energia aktywacji (1)- najmniejsza energia jaką muszą mieć (w przeliczeniu na 1 mol) cząsteczki substratów , aby mogły wejść w daną reakcję.

Energię aktywacji oblicza się z wzoru Arrheniusa wyznaczając stałą szybkości reakcji w różnych temperaturach: 0x01 graphic

gdzie

k- stała szybkości reakcji

R - stała gazowa

T- temperatura

Ea- energia aktywacji

A- współczynnik częstości kolizji między cząsteczkami

Mechanizm reakcji (2)- - zbiór reakcji elementarnych składających się na daną przemianę chemiczną.

Koncepcja stanu przejściowego umożliwia precyzyjne wyjaśnienie cząsteczkowości reakcji oraz sensu fizycznego energii aktywacji.

Cząsteczkowość reakcji (2)- - w ujęciu stanu przejściowego, odpowiada liczbie cząsteczek, które w danym akcie elementarnym tworzą stan przejściowy.

Teoria stanu przejściowego (2)- opiera się na trzech podstawowych założeniach:

  1. cząsteczki substratów przechodzą w produkty poprzez stan o maksymalnej energii, zwany stanem przejściowym

  2. stan ten znajduje się w szybko ustalającej się równowadze z substratami

  3. o szybkości reakcji decyduje szybkość rozpadu tego stanu na produkty

Energia aktywacji (Ea) jest więc różnicą energii stanu przejściowego0x01 graphic
i substratów0x01 graphic
.

Entalpia aktywacji0x01 graphic
- związana jest z energią tworzenia i rozrywania wiązań podczas reakcji:

Entropia aktywacji0x01 graphic
- charakteryzuje zmianę liczby stopni swobody cząsteczek substratów

w wyniku tworzenia stanu przejściowego.

Posiadając wyznaczone stałe szybkości reakcji w różnych temperaturach można wyznaczyć0x01 graphic
i0x01 graphic
w oparciu o rozwinięcie równania Eyringa

0x01 graphic

gdzie kB, h są odpowiednio stałymi: Boltzmanna, Plancka i gazową, T oznacza temperaturę , zaś0x01 graphic
i0x01 graphic
są funkcjami termodynamicznymi tworzenia kompleksu aktywnego (entalpia i entropia aktywacji)

  1. Część doświadczalna

1. Aparatura i odczynniki:

IWE ELECTRONIC nr. fab. 120/2002

typ: OK.-102/1 firmy Redelkis klasa II

Radelkis OK.-902

2. Warunki pomiarów:

3. Wykonanie ćwiczenia:

Pomiary kinetyki reakcji wykonano dla temperatur 28 0C i 36 0C.

Sposób wykonania ćwiczenia jest taki sam dla obydwu temperatur:

4. Wyniki pomiarów: