Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

«Εν Χημικόν ωρολόγιον» Το χημικό ρολόι Β ΛΥΚΕΙΟΥ-ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ Η. Γαβρίλης.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "«Εν Χημικόν ωρολόγιον» Το χημικό ρολόι Β ΛΥΚΕΙΟΥ-ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ Η. Γαβρίλης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 «Εν Χημικόν ωρολόγιον» Το χημικό ρολόι Β ΛΥΚΕΙΟΥ-ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ Η. Γαβρίλης

2 Αρχή της μεθόδου Δύο αντιδράσεις πραγματοποιούνται χωρίς αρχικά να υπάρχει εμφανής χημική αλλαγή. Δύο αντιδράσεις πραγματοποιούνται χωρίς αρχικά να υπάρχει εμφανής χημική αλλαγή. Μετά όμως από κάποιο χρονικό διάστημα το υγρό γίνεται σκούρο μπλε. Μετά όμως από κάποιο χρονικό διάστημα το υγρό γίνεται σκούρο μπλε. Το χημικό ρολόι υπάρχει σε αρκετές παραλλαγές. Το χημικό ρολόι υπάρχει σε αρκετές παραλλαγές.

3 Η παραλλαγή με Η 2 Ο 2 Η αντίδραση ξεκινά από ένα διάλυμα Η 2 Ο 2 οξινισμένο με H 2 SO 4. Η αντίδραση ξεκινά από ένα διάλυμα Η 2 Ο 2 οξινισμένο με H 2 SO 4. Στο διάλυμα αυτό προστίθενται 1-2 σταγόνες διάλυμα αμύλου, και διάλυμα Na 2 S 2 O 3. Στο διάλυμα αυτό προστίθενται 1-2 σταγόνες διάλυμα αμύλου, και διάλυμα Na 2 S 2 O 3. Κατόπιν προστίθεται διάλυμα ΚΙ. Κατόπιν προστίθεται διάλυμα ΚΙ.

4 Οι αντιδράσεις και η εξήγηση της εμφάνισης του χρώματος. H 2 Ο 2 (aq) + 3 I - (aq) + 2 H + (aq)  I 3 - (aq) + 2H 2 O (Ι) [αργή]. I 3 - (aq) + 2 S 2 O 3 2- (aq)  3 I - (aq) + S 4 O 6 2- (aq) (ΙΙ) [ταχύτατη]. Η αντίδραση (ΙΙ) είναι ταχύτατη, πρακτικά ακαριαία. Μόλις το Ι 3 - σχηματιστεί αντιδρά αμέσως με το S 2 O Η αντίδραση (ΙΙ) είναι ταχύτατη, πρακτικά ακαριαία. Μόλις το Ι 3 - σχηματιστεί αντιδρά αμέσως με το S 2 O Συνεπώς το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να καταναλωθεί ορισμένη ποσότητα S 2 O 3 -2 εξαρτάται από την ταχύτητα με την οποία παράγεται το Ι 3 - στην αντίδραση (Ι). Συνεπώς το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να καταναλωθεί ορισμένη ποσότητα S 2 O 3 -2 εξαρτάται από την ταχύτητα με την οποία παράγεται το Ι 3 - στην αντίδραση (Ι). Όσο γρηγορότερα παράγεται το Ι 3 - τόσο πιο σύντομο είναι το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να καταναλωθεί το Η 2 Ο 2. Όσο γρηγορότερα παράγεται το Ι 3 - τόσο πιο σύντομο είναι το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να καταναλωθεί το Η 2 Ο 2. Η ταχύτητα όμως παραγωγής Ι 3 - εξαρτάται από τις αρχικές συγκεντρώσεις που με κατάλληλη ρύθμιση, ρυθμίζεται και το χρονικό διάστημα της εμφάνισης του χρώματος ιωδίου-αμύλου. Η ταχύτητα όμως παραγωγής Ι 3 - εξαρτάται από τις αρχικές συγκεντρώσεις που με κατάλληλη ρύθμιση, ρυθμίζεται και το χρονικό διάστημα της εμφάνισης του χρώματος ιωδίου-αμύλου. Έχουμε δηλαδή ένα χημικό τρόπο μέτρησης χρόνου με ρύθμιση των αρχικών συγκεντρώσεων. Έχουμε δηλαδή ένα χημικό τρόπο μέτρησης χρόνου με ρύθμιση των αρχικών συγκεντρώσεων.

5 Η παρουσίαση στους μαθητές. H 2 Ο 2 + 2I H +  I 2 + 2H 2 O (Ι) [αργή]. Ε πορεία H 2 O 2 +I - I2I2 I-I- I S 2 O 3 2-  2 I - + S 4 O 8 2- (ΙΙ) [ταχύτατη].

6 Το πηγάδι με τα S 2 O 3 2- στην κορυφή. Η 2 Ο 2 + Ι - Ι2Ι2 Ι 2 +άμυλο  μπλε S 2 O 3 -2 I-I- slow fast Αν έβγαιναν απ΄το πηγάδι Θα βάφανε το άμυλο.

7 Όταν τα S 2 O 3 -2 εξαντληθούν επικρατεί το χρώμα. Η 2 Ο 2 + Ι - Ι-Ι- Ι 2 +άμυλο  μπλε

8 Η δοσολογία 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%(w/w). 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%(w/w). 2 σταγόνες διάλυμα αμύλου 0,5 %. 2 σταγόνες διάλυμα αμύλου 0,5 %. 4 σταγόνες Na 2 S 2 O 3 0,2M 4 σταγόνες Na 2 S 2 O 3 0,2M 4 σταγόνες διάλυμα H 2 SO 4 1,5%. 4 σταγόνες διάλυμα H 2 SO 4 1,5%. 4 σταγόνες ΚΙ 0,4Μ. 4 σταγόνες ΚΙ 0,4Μ. Μετράμε το χρόνο μέχρι να εμφανιστεί το χρώμα. Μετράμε το χρόνο μέχρι να εμφανιστεί το χρώμα. Ο χρόνος αυτός αντιστοιχεί στο χρόνο κατανάλωσης της συγκέντρωσης των θειοθειϊκών d[S 2 O 3 ]/dt. Ο χρόνος αυτός αντιστοιχεί στο χρόνο κατανάλωσης της συγκέντρωσης των θειοθειϊκών d[S 2 O 3 ]/dt.

9 Η επίδραση της [Η 2 Ο 2 ] Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%,1,5%και 0,75% αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%,1,5%και 0,75% αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3, 4 στγ H 2 SO 4, και 4 στγ διάλυμα ΚΙ με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3, 4 στγ H 2 SO 4, και 4 στγ διάλυμα ΚΙ με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος.

10 Η επίδραση της [Ι] Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, και 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3 και 4 στγ διάλυμα H 2 SO 4. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, και 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3 και 4 στγ διάλυμα H 2 SO 4. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 4-2-1στγ στγ διάλυμα ΚΙ αντίστοιχα, με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 4-2-1στγ στγ διάλυμα ΚΙ αντίστοιχα, με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος.

11 Η επίδραση του ΡΗ Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, και 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3 Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, και 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3 Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε στγ διάλυμα H 2 SO 4 αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε στγ διάλυμα H 2 SO 4 αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 4στγ στγ διάλυμα ΚΙ. με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 4στγ στγ διάλυμα ΚΙ. με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία. Ανακινούμε πριν από κάθε προσθήκη. Ανακινούμε πριν από κάθε προσθήκη. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος.

12 Η επίδραση της θερμοκρασίας Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%,1,5%και 0,75% αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 10 ml διαλύματος Η 2 Ο 2 3%,1,5%και 0,75% αντίστοιχα. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3, 4 στγ H 2 SO 4, και 4 στγ διάλυμα ΚΙ με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Σε κάθε ποτήρι προσθέτουμε 2 στγ διάλυμα αμύλου, 4 στγ διάλυμα Na 2 S 2 O 3, 4 στγ H 2 SO 4, και 4 στγ διάλυμα ΚΙ με τη σειρά που αναφέρθηκαν στη δοσολογία, ανακινώντας πριν από κάθε προσθήκη. Βυθίζουμε τα ποτήρια σε λουτρό διαφορετικής θερμοκρασίας (ζεστό νερό-κανονικό νερό-νερό με πάγο). Βυθίζουμε τα ποτήρια σε λουτρό διαφορετικής θερμοκρασίας (ζεστό νερό-κανονικό νερό-νερό με πάγο). Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος. Στη συνέχεια μετράται ο χρόνος εμφάνισης του χρώματος.

13 Ο νόμος ταχύτητας Πειραματικά αποτελέσματα: Πειραματικά αποτελέσματα:Πείρ [Η 2 Ο 2 ] [I] [S2O3][S2O3][S2O3][S2O3] [PH] t d[S 2 O 3 ]/ dt I0,838M 7,6.Exp (-3) M 3,8.Exp (-3) M 2 45 min 8,44Exp(- 5) M/min ΙΙ0,419M 7,6.Exp (-3) M 3,8.Exp (-3) M 2 90 min 4,22Exp(- 5) M/min ΙΙΙ0,209M 7,6.Exp (-3) M 3,8.Exp (-3) M min 2,23Exp(- 5) M/min

14 Η ρύθμιση του ΡΗ στα πειραματικά δεδομένα. Το ΡΗ διατηρείται πρακτικά σταθερό στην τιμή 2 με την προσθήκη του διαλύματος του H 2 SO 4. Το ΡΗ διατηρείται πρακτικά σταθερό στην τιμή 2 με την προσθήκη του διαλύματος του H 2 SO 4. (Τα διαλύματα ισχυρών οξέων και βάσεων είναι ρυθμιστικά). (Τα διαλύματα ισχυρών οξέων και βάσεων είναι ρυθμιστικά).

15 Από τα πειραματικά αποτελέσματα διαπιστώνουμε ότι: Από τη στοιχειομετρία των εξισώσεων φαίνεται ότι: Από τη στοιχειομετρία των εξισώσεων φαίνεται ότι: V=d[H 2 O 2 ]/dt=(1/2)d[S 2 O 3 ]/dt V=d[H 2 O 2 ]/dt=(1/2)d[S 2 O 3 ]/dt

16 Αντικαθιστούμε τα πειραματικά δεδομένα στο νόμο ταχύτητας:

17 Η τιμή της k και της ψευδοσταθεράς k’ για Αρα: Αρα:

18 Η παραλλαγή ΙΟ 3 - / H 3 AsO 3 Μετά την ανάμιξη διαλυμάτων IO 3 - και Ι - πραγματοποιείται η αντίδραση: Μετά την ανάμιξη διαλυμάτων IO 3 - και Ι - πραγματοποιείται η αντίδραση: IO 3- + Ι - + 6Η +  3Ι Η 2 Ο Αν όμως προστεθεί στο μίγμα ορισμένη ποσότητα αρσενικώδους οξέος H 3 AsO 3 το παραγόμενο Ι 3 - αντιδρά περαιτέρω και δίνει εκ νέου Ι -. Αν όμως προστεθεί στο μίγμα ορισμένη ποσότητα αρσενικώδους οξέος H 3 AsO 3 το παραγόμενο Ι 3 - αντιδρά περαιτέρω και δίνει εκ νέου Ι -. H 3 AsO 3 + Ι H 2 O  HAsO Ι - + 4H + Αν στο σύστημα έχει προστεθεί λίγο υδατοδιαλυτό άμυλο το χαρακτηριστικό κυανό χρώμα ιωδίου αμύλου εμφανίζεται αφού καταναλωθεί το H 3 AsO 3. Αν στο σύστημα έχει προστεθεί λίγο υδατοδιαλυτό άμυλο το χαρακτηριστικό κυανό χρώμα ιωδίου αμύλου εμφανίζεται αφού καταναλωθεί το H 3 AsO 3.

19 Η παραλλαγή των υπερθειϊκών Εδώ χρησιμοποιείται υπερθειϊκό αμμώνιο για να οξειδώσει τα Εδώ χρησιμοποιείται υπερθειϊκό αμμώνιο για να οξειδώσει τα Το ιώδιο δημιουργείται: 2I - (aq) + S 2 O 8 2- (aq) → I 2 (aq) + 2SO 4 2- (aq) 2I - (aq) + S 2 O 8 2- (aq) → I 2 (aq) + 2SO 4 2- (aq) Και κατόπιν αναγεννάται: I 2 (aq) + 2S 2 O 3 2- (aq) → 2I - (aq) + S 4 O 6 2- (aq) I 2 (aq) + 2S 2 O 3 2- (aq) → 2I - (aq) + S 4 O 6 2- (aq)


Κατέβασμα ppt "«Εν Χημικόν ωρολόγιον» Το χημικό ρολόι Β ΛΥΚΕΙΟΥ-ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ Η. Γαβρίλης."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google