Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Окисление щавелевой кислоты перманганатом калия
Автокаталитической реакцией является окисление щавелевой кислоты перманганатом калия. Эта реакция протекает по сложному механизму, лимитирующей стадией которого является взаимодействие с ионом Где лимитирующей стадией сложной химической реакции является та простая реакция, константа скорости, которой оказывает наибольшее влияние на общую скорость сложной реакции (9) Образовавшийся ион Mn3+ далее окисляет щавелевую кислоту с образованием CO2 и Mn2+: (10) Последний процесс, по-видимому, является двустадийным. Учитывая тот факт, что помимо Mn2+ в реакции образуется MnO2, в системе протекает диспропорционирование (11) Таким образом, записываем вероятную брутто-реакцию: (12) Скорость реакции равна скорости лимитирующей стадии (9) и пропорциональна произведению концентраций одного из исходных веществ [ ] на концентрацию одного из продуктов [Mn2+]. Поэтому скорость реакции описывается уравнением, подобным уравнению (2):
интегрирование которого даст выражения: (13) (14) где В отсутствие начальной затравки Mn2+ реакция протекает со значительным временем индукции, это обусловлено протеканием медленной некаталитической реакции окисления щавелевой кислоты с образованием Mn2+.При использовании исходной затравки Mn2+ время индукции существенно уменьшается. Кинетику этой реакции изучают спектрофотометрическим методом. Конечный продукт реакции – MnO2, образующийся в виде мелкодисперсной взвеси, имеет интенсивную полосу поглощения в видимой области спектра с центром при ~ 400 нм, за его образованием следят на длине волны 430 нм, при этом значение коэффициента экстинкции исходного в этой области мало. При наличии в растворе двух поглощающих форм ( и MnO2) оптическая плотность раствора равна (15)
До начала реакции величина оптической плотности определяется начальной концентрацией (С 0):
по окончании реакции после полного превращении в и Mn2+ оптическая плотность равна
Отсюда и Подставляя эти выражения в уравнение (15), имеем
(16)
Учитывая, что получаем
(17)
Преобразовывая, имеем
(18)
откуда (19) Поэтому, регистрируя зависимость оптической плотности раствора от времени, получаем кинетическую кривую накопления MnO2 в результате автокаталитической реакции.
|