Hız Yasalarının ve Reaksiyon Sırasının Belirlenmesi

1. H₂O₂ Seyreltmelerinin Hazırlanması

1. Stok% 3 hidrojen peroksit 0.882 M'lik bir konsantrasyona sahiptir. 0.882 M ila 0.176 M arasında değişen 5 seyreltme hazırlayın (Tablo 1). Bu çözeltileri hacimsel olarak hazırlayın, ancak çözünen madde çok seyreltik olduğundan ve hacimlerde su katkı maddesi olduğundan bunları katkı maddesi olarak hazırlayın.
2. Çözeltileri sabit sıcaklıktaki bir su banyosuna yerleştirin veya oda sıcaklığında dengelemek için tezgahın üzerine bırakın. Bu reaksiyon için 20–25 °C (293–298 K) sıcaklık aralığı iyidir.

Tablo 1. H₂O₂ çözeltileri kullanılır.

2. Reaksiyon Kabının Hazırlanması

1. Reaksiyon kabının hacmini belirlemek için, büyük bir test tüpünü üstüne suyla doldurun ve sıkılaşana ve su yanlardan ve üstten dışarı itene kadar test tüpüne 1 delikli bir lastik tıpa yerleştirin.
2. Durdurucuyu çıkarın ve suyun tam hacmini belirlemek için suyu dereceli bir silindire dökün. Bu, reaksiyon kabının (test tüpü) toplam hacmidir.

3. Oksijen Evriminin Ölçülmesi

1. Suyu 50 mL ilk hidrojen peroksit çözeltisiyle değiştirin ve tekrar su banyosuna yerleştirin. Dengelendikten sonra, platin kaplı reaksiyon diskini ekleyin ve sistemi bir gaz basınç sensörüne bağlı bir durdurucu ile kapatın. Bu diskler kontakt lens temizleme sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.
2. Basınç sensörü 2 nokta/sn'de veri alacak şekilde ayarlandıktan sonra, deneyi 120 saniye boyunca çalıştırın. Bu deney için Vernier gaz basınç sensörü, GPS-BTA önerilir.
3. Peroksit oksijen, gaz ve suya ayrışırken kabarcıklar gözlenmelidir. Basıncı boşaltın, çözeltiyi atın, durulayın ve çözeltiyi bir sonraki hidrojen peroksit çözeltisiyle değiştirin. Tüm çözeltiler test edilene kadar gaz basıncı ölçümünü tekrarlayın.

4. Veri Analizi

1. Baskıya karşı zamana ilişkin tüm veri dosyalarını bir elektronik tablo programına aktarın.
2. Başlangıç oranlarının belirlenmesi - deneyin kısa zaman dilimi boyunca hidrojen peroksit konsantrasyonunun çok fazla değişmediğini varsayalım. Veriler, kinetik deneyin ilk doğrusal bölgesini temsil eder.
   1. Zamana karşı basıncı çizerek ve bir eğim formülü veya doğrusal regresyon kullanarak eğimi belirleyin. Basıncı herhangi bir ortak birimde çizin.
   2. Eğim,_O2/s basınç birimlerindeki başlangıç oranıdır.
3. Reaksiyon Sırasının Belirlenmesi
   1. Evrimleşmiş O₂ 'nin basıncı, ayrışmış H₂O₂ molleri ile doğru orantılı olduğundan, ln(başlangıç hızı) ile ln[H₂O₂]₀ arasında çizilmesi, reaksiyonun sırasına eşdeğer bir eğim verir. Hidrojen peroksitin ilk konsantrasyonu, [H₂O_{2 ] 0}, denemelerin her birinde kullanılan şeydir.
      1. Oran yasasının denklemi şeklindedir. Denklemin doğal logaritmasını (ln) almak, doğrusal bir denklem üretir, burada m, eğim, reaksiyonun sırasıdır.

1. Hız Sabitinin Belirlenmesi, k
   1. Her deneme için, oran torr/s gibi farklı bir birimdeyse, P_O2/s oranını atm/s birimlerine dönüştürün.
   2. Kabarcıklar sulu çözelti içinde evrimleştiğinden, her deneme için suyun buhar basıncını sistem basıncından çıkarın. Yeni oran sadece oksijen evriminden kaynaklanan basıncı yansıtıyor.
   3. Her denemede hızı atm/s'den mol/s'ye dönüştürmek için İdeal Gaz yasasını uygulayın.
      1. PV = nRT'yi n = PV/RT olarak yeniden düzenleyin. ^S-1 ünitesi değişmeden kalır. Hacim, test tüpü hacmi eksi çözelti hacmine (50 mL) eşdeğerdir.
   4. Her denemede üretilen oksijen mollerinden ayrışan hidrojen peroksit mollerine dönüştürmek için dengeli kimyasal reaksiyonu kullanın.
   5. H2O2'nin molleriniçözeltinin hacmine, 0.050 L'ye bölün, böylece saniyede ayrışan H2O2'nin molaritesinielde edin, [H₂O 2]/s.
   6. Bu deney birinci dereceden kinetiği takip ettiğinden, [H₂O₂]/s hızını, her deneme için orijinal çözelti konsantrasyonuna, [H₂O₂] _0'a bölün ve bir hız sabiti elde edin, k. Hız sabiti için bu çözüm, daha önce belirlenen reaksiyonun sırasına bağlı olarak biraz değişecektir.
   7. Sıcaklık sabit olduğu için her deneme için hız sabitlerinin ortalamasını alın.