Ćwiczenie 27
ENERGIA AKTYWACJI JODOWANIA ACETONU
Cel ćwiczenia: Wyznaczenie energii aktywacji reakcji jodowania acetonu
I. Wstęp teoretyczny.
Energia aktywacji
E
a
reakcji chemicznej jest parametrem, który decyduje o
zależności szybkości reakcji od temperatury.
Stwierdzono doświadczalnie, że dla wielu reakcji wykres ln k od 1/T jest liną prostą.
Równanie opisujące zależność stałej szybkości reakcji k od temperatury
– równanie Arrheniusa ma postać wykładniczą
RT
E
a
e
A
k
−
⋅
=
lub logarytmiczną
RT
E
A
k
a
−
= ln
ln
gdzie E
a
– energia aktywacji [J/mol]
R – stała gazowa [J/mol K]
T – temperatura w skali bezwzględnej
A –czynnik przedwykładniczy lub czynnik częstości.
Energię aktywacji utożsamia się z wysokością bariery energetycznej reakcji.
Reakcje o dużych wartościach energii aktywacji silniej zależą od zmian temperatury
niż reakcje o małych wartościach E
a
.
Energię aktywacji reakcji można określić mając wyznaczone stałe szybkości reakcji w
co najmniej dwóch temperaturach z zależności:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
=
2
1
1
1
ln
1
2
T
T
R
E
k
k
a
T
T
gdzie:
E
a
- energia aktywacji [kJ/mol]
R – stała gazowa [kJ/mol K]
T
1
i T
2
temperatura w skali bezwzględnej
- stałe szybkości wyznaczone w temperaturze T
2
1
T
T
k
i
k
1
i T
2
.
II. Wykonanie pomiaru.
Aby określić energię aktywacji należy wyznaczyć dwie stałe szybkości reakcji
jodowania acetonu w roztworach o tych samych składach w dwóch różnych
temperaturach.
1. Pobrać zestaw zawierający dwie kolby miarowe o poj. 250 ml i dwie kolby
Erlenmayera o poj. 100 ml.
2. W kolbach o poj. 250 ml przygotować dwa identyczne roztwory zgodnie z
instrukcją do ćwiczenia 26.
3. Kolby umieścić w dwóch termostatach o różnych temperaturach 25
0
C i 40
0
C.
4. Po 20 minutach do kolb znajdujących się w termostatach dolać uzgodnione z
asystentem ilości acetonu i rozpocząć pomiary stałych szybkości reakcji zgodnie
z instrukcją do ćwiczenia 26. Z mieszaniny reakcyjnej umieszczonej w
termostacie o temp. 40
0
C należy pobierać próbki w krótszych odstępach czasu co
5 – 10 minut.
1
