ปฏิบัติการที่ 1
การหาอันดับของปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์
(Determination of Reaction Order of Hydrogen Peroxide Dissociation)
วัตถุประสงค์
เพื่อหาอันดับของปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ (H2O2) โดยใช้ไอโอไดด์ไอออน (I–) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
บทนำ
โดยทั่วไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะระบุในเทอมของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่หายไปหรือสารผลิตผลที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลา ในปฏิบัติการเป็นการศึกษาอัตราการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ได้เป็นแก๊สออกซิเจน และน้ำโดยมี I– เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาดังสมการ
(1)
การติดตามการเกิดปฏิกิริยาดังสมการนั้น โดยทั่วไปจะใช้วิธีเก็บแก๊สออกซิเจนโดยการแทนที่ของเหลว และวัดปริมาตรของแก๊สที่ได้โดยใช้ gas buret แต่ในการทดลองนี้ใช้วิธีวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ง่ายกว่าวิธีข้างต้น กล่าวคือ จะผสมสารตั้งต้นในบีกเกอร์ และบรรจุสารละลายดังกล่าวในขวดน้ำกลั่นที่มีฝาปิดแน่น ภายหลังจากทิ้งให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นสักระยะหนึ่ง แก๊สออกซิเจนที่เกิดขึ้นจะดันสารละลายภายในขวดน้ำกลั่นออกมา การวัดอัตราที่สารละลายไหลออกจากขวดน้ำกลั่นเป็นวิธีที่สะดวกและง่ายในทางปฏิบัติ โดยมีความแม่นยำมากพอในการติดตามอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการสลายตัวของ H2O2 ดังสมการที่จะศึกษาในการทดลองนี้จะเป็นการศึกษาผลของความเข้มข้นเริ่มต้นของ H2O2 และ I– ที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ถึงแม้ I– จะไม่ปรากฏในสมการ แต่พบว่า I– มีผลกระทบต่ออัตราเร็ว ดังนั้นจึงต้องศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ I– ต่ออัตราการเกิดของแก๊สออกซิเจน โดยวัดอัตราที่สารละลายไหลออกจากขวดน้ำกลั่น นั่นคือ จากสมการข้างต้น สามารถเขียนกฎอัตรา (rate raw) ได้ดังนี้
อัตราการเกิดปฏิกิริยา(R) = k[H2O2]m[I–]n (2)
เมื่อ k คือค่าคงที่อัตราเฉพาะของปฏิกิริยา (specific reaction rate constant) ส่วน m และ n เป็นอันดับของปฏิกิริยา เมื่อถือ H2O2 และ I– เป็นหลักตามลำดับ
ค่าอันดับของปฏิกิริยาจะหาได้จากการทดลองเท่านั้น และไม่มีความสัมพันธ์กับสัมประสิทธิ์ของสมการมวลสารสัมพันธ์ และเมื่อหาค่า m และ n จากการทดลองได้ก็จะสามารถทราบอันดับรวมของปฏิกิริยาการสลายตัวของ H2O2 โดยอันดับรวม เท่ากับ m+n
สารเคมี
อุปกรณ์
การทดลอง
ตารางที่ 1 ปริมาตรของสารละลายต่างๆที่ใช้ในการทดลอง
รูปที่ 1 การจัดชุดอุปกรณ์การทดลอง
ให้เริ่มจับเวลาทันทีหลังจากเทสารผสมกัน พร้อมบันทึกอุณหภูมิของสารละลายที่ผสมกันในบีกเกอร์ จากนั้น รีบบรรจุสารละลายผสมลงในขวดน้ำกลั่นให้ถึงขีดบอกปริมาตร และปิดฝาขวดน้ำกลั่นให้แน่น จัดอุปกรณ์ทดลองดังแสดงในรูปที่ 1 บันทึกปริมาตรที่ไหลออกจากขวดน้ำกลั่นขนาด 250 cm3 ดังนี้
Filter by Group type
Filter by Total Members number
ปฏิบัติการ การหาอันดับของปฏิกิริยา
ปฏิบัติการ การหาอันดับของปฏิกิริยา
ปฏิบัติการที่ 1
การหาอันดับของปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์
(Determination of Reaction Order of Hydrogen Peroxide Dissociation)
วัตถุประสงค์
เพื่อหาอันดับของปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ (H2O2) โดยใช้ไอโอไดด์ไอออน (I–) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
บทนำ
โดยทั่วไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะระบุในเทอมของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่หายไปหรือสารผลิตผลที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลา ในปฏิบัติการเป็นการศึกษาอัตราการสลายตัวของไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ได้เป็นแก๊สออกซิเจน และน้ำโดยมี I– เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาดังสมการ
(1)
การติดตามการเกิดปฏิกิริยาดังสมการนั้น โดยทั่วไปจะใช้วิธีเก็บแก๊สออกซิเจนโดยการแทนที่ของเหลว และวัดปริมาตรของแก๊สที่ได้โดยใช้ gas buret แต่ในการทดลองนี้ใช้วิธีวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ง่ายกว่าวิธีข้างต้น กล่าวคือ จะผสมสารตั้งต้นในบีกเกอร์ และบรรจุสารละลายดังกล่าวในขวดน้ำกลั่นที่มีฝาปิดแน่น ภายหลังจากทิ้งให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นสักระยะหนึ่ง แก๊สออกซิเจนที่เกิดขึ้นจะดันสารละลายภายในขวดน้ำกลั่นออกมา การวัดอัตราที่สารละลายไหลออกจากขวดน้ำกลั่นเป็นวิธีที่สะดวกและง่ายในทางปฏิบัติ โดยมีความแม่นยำมากพอในการติดตามอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการสลายตัวของ H2O2 ดังสมการที่จะศึกษาในการทดลองนี้จะเป็นการศึกษาผลของความเข้มข้นเริ่มต้นของ H2O2 และ I– ที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ถึงแม้ I– จะไม่ปรากฏในสมการ แต่พบว่า I– มีผลกระทบต่ออัตราเร็ว ดังนั้นจึงต้องศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ I– ต่ออัตราการเกิดของแก๊สออกซิเจน โดยวัดอัตราที่สารละลายไหลออกจากขวดน้ำกลั่น นั่นคือ จากสมการข้างต้น สามารถเขียนกฎอัตรา (rate raw) ได้ดังนี้
อัตราการเกิดปฏิกิริยา(R) = k[H2O2]m[I–]n (2)
เมื่อ k คือค่าคงที่อัตราเฉพาะของปฏิกิริยา (specific reaction rate constant) ส่วน m และ n เป็นอันดับของปฏิกิริยา เมื่อถือ H2O2 และ I– เป็นหลักตามลำดับ
ค่าอันดับของปฏิกิริยาจะหาได้จากการทดลองเท่านั้น และไม่มีความสัมพันธ์กับสัมประสิทธิ์ของสมการมวลสารสัมพันธ์ และเมื่อหาค่า m และ n จากการทดลองได้ก็จะสามารถทราบอันดับรวมของปฏิกิริยาการสลายตัวของ H2O2 โดยอันดับรวม เท่ากับ m+n
สารเคมี
อุปกรณ์
การทดลอง
ตารางที่ 1 ปริมาตรของสารละลายต่างๆที่ใช้ในการทดลอง
รูปที่ 1 การจัดชุดอุปกรณ์การทดลอง
ให้เริ่มจับเวลาทันทีหลังจากเทสารผสมกัน พร้อมบันทึกอุณหภูมิของสารละลายที่ผสมกันในบีกเกอร์ จากนั้น รีบบรรจุสารละลายผสมลงในขวดน้ำกลั่นให้ถึงขีดบอกปริมาตร และปิดฝาขวดน้ำกลั่นให้แน่น จัดอุปกรณ์ทดลองดังแสดงในรูปที่ 1 บันทึกปริมาตรที่ไหลออกจากขวดน้ำกลั่นขนาด 250 cm3 ดังนี้