Как определить температуру реакции
- Влияние температуры на скорость химической реакции
- Использование трехгорлой колбы
- Инструкция по определению температуры химической реакции
- Использование формулы энергии Гиббса
- Меры предосторожности и полезные советы
Влияние температуры на скорость химической реакции
Температура химической реакции является одним из основных факторов, который оказывает влияние на ее скорость. Правило Вант-Гоффа гласит, что при повышении температуры на 10 градусов скорость гомогенной элементарной реакции увеличивается в два-четыре раза. Однако, это правило применимо только в ограниченном диапазоне температур и не применимо для больших молекул, таких как полимеры или белки. Так как же определить температуру химической реакции?
Использование трехгорлой колбы
Для определения температуры химической реакции вам понадобится трехгорлая колба из тугоплавкого стекла со шлифами, капельная воронка со шлифом, длинный лабораторный термометр со шлифом (интервал измерений – от 100 до 200 градусов), горелка с песчаной баней, все необходимое для сбора дистиллята (переходник, холодильник, приемная емкость), концентрированная серная кислота, концентрированная уксусная кислота и этиловый спирт.
Инструкция по определению температуры химической реакции
Для примера рассмотрим синтез этилацетата в ходе реакции этерификации. В трехгорлую колбу, которая помещена в песчаную баню, налейте равные объемы этанола и серной кислоты. Вставьте термометр в одно из горл колбы, учтите, чтобы его ртутный кончик был в смеси, но не касался дна колбы. В другое горло вставьте капельную воронку. Через центральное горло будут отходить пары продуктов реакции.
Нагрейте этанол и серную кислоту на песчаной бане до 140 градусов. Затем начните по каплям приливать смесь из этилового спирта и уксусной кислоты. Вскоре в приемной емкости начнет собираться сконденсированный дистиллят, что означает начало образования этилацетата. С помощью термометра можно определить температуру реакции.
Использование формулы энергии Гиббса
В некоторых случаях, чтобы определить температуру химической реакции, можно использовать формулу энергии Гиббса: ∆G = ∆H - T∆S. Значения энергии Гиббса, энтальпии и энтропии многих конкретных реакций можно найти в справочниках по химической термодинамике. Останется вычислить значение Т – температуры реакции в градусах Кельвина, используя формулу: Т = (∆H - ∆G) / ∆S.
Меры предосторожности и полезные советы
При работе с концентрированной серной кислотой необходимо соблюдать все меры предосторожности, так как это вещество является очень едким. Также перед началом работы тщательно проверьте целостность колбы, так как даже малейшие трещинки недопустимы.
Температура играет важную роль в химических реакциях, она может влиять на сдвиг реакции в определенном направлении в соответствии с принципом Ле-Шателье. При эндотермической реакции, которая сопровождается поглощением тепла, повышение температуры способствует более полному протеканию реакции. В случае экзотермической реакции, которая сопровождается выделением тепла, снижение температуры способствует более полному протеканию реакции.