Як визначити температуру реакції.

Температура хімічної реакції - один з основних факторів, що впливають на її швидкість. Згідно з правилом Вант-Гоффа, при підвищенні температури на 10 градусів швидкість гомогенної елементарної реакції збільшується в два-чотири рази. Слід врахувати, що це правило діє лише в порівняно вузькому діапазоні температур і непридатне при великих розмірах молекул - наприклад, у випадку з полімерами або білками. Як же визначити температуру хімічної реакції ?
Вам знадобиться
  • - трехгорлую колба з тугоплавкого скла зі шліфами;
  • - крапельна воронка зі шліфом;
  • - довгий лабораторний термометр зі шліфом (інтервал вимірювань - від 100 до 200 градусів);
  • - пальник з піщаної лазнею;
  • - все необхідне для збору дистиляту (перехідник, холодильник, приймальня ємність);
  • - концентрована сірчана кислота;
  • - концентрована оцтова кислота;
  • - етиловий спирт.
Інструкція
1
Розглянемо конкретний приклад - синтез етилацетату в ході реакції етерифікації. У колбу, денце якої поміщено в піщану баню, налийте рівні об'єми етанолу та сірчаної кислоти (припустимо, по 10 мл). В одне з «горл» вставте термометр. Але врахуйте, що треба заздалегідь підібрати термометр такої довжини, щоб його ртутний кінчик був в суміші, але не торкався дна колби. В інший «горло» вставте крапельну воронку. Через центральне «горло» будуть відходити пари продуктів реакції .
2
Нагрійте етанол і сірчану кислоту на піщаній бані до 140 градусів, після чого почніть по краплях доливати суміш з етилового спирту і оцтової кислоти.
3
Незабаром в приймальній ємності почне збиратися сконденсований дистилят. Це означає, що почав утворюватися етилацетат. За допомогою термометра можна визначити, при якій температурі суміші йде реакція.
4
У ряді випадків можна визначити температуру хімічної реакції , використовуючи формулу енергії Гіббса:? G =? H - T? S. Величину енергії Гіббса, ентальпії та ентропії багатьох конкретних реакцій легко знайти в будь-якому довіднику з хімічної термодинаміки. Невідомою залишиться тільки величина Т - температура реакції в градусах Кельвіна, яку дуже легко можна буде обчислити за формулою: Т = (? H -? G)/? S.
Зверніть увагу
Концентрована сірчана кислота - дуже їдка речовина! При роботі з нею необхідно дотримуватися всі запобіжні заходи. Також перед початком роботи ретельно перевірте цілісність колби. Неприпустимі навіть найменші тріщинки.
Корисна порада
Температура безпосередньо впливає на зрушення реакції в ту чи іншу сторону відповідно до принципу Ле-Шательє. Якщо реакція ендотермічна, тобто протікає з поглинанням тепла, підвищення температури сприяє її більш повному протіканню (утворення продуктів реакції). Якщо ж реакція екзотермічна (супроводжується виділенням тепла), більш повному її протіканню, навпаки, посприяє зниження температури.