การทดลองที่ 9 การศึกษาจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาสำหรับการวิเคราะห์ระดับแอลกอฮอล์ จากลมหายใจ (A Kinetic Study of “Breathalyzer” Reaction )

งานนำเสนอเรื่อง: "การทดลองที่ 9 การศึกษาจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาสำหรับการวิเคราะห์ระดับแอลกอฮอล์ จากลมหายใจ (A Kinetic Study of “Breathalyzer” Reaction )"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การทดลองที่ 9 การศึกษาจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาสำหรับการวิเคราะห์ระดับแอลกอฮอล์ จากลมหายใจ (A Kinetic Study of “Breathalyzer” Reaction )

2 rate constant ,k ) ของปฏิกิริยา
วัตถุประสงค์ 1. หาอันดับของปฏิกิริยาระหว่าง เอทานอลกับโพแทสเซียมไดโครเมต ในกรดโดยวิธีอัตราอินทิเกรต 2. หาค่าคงที่อัตราจำเพาะ ( specific rate constant ,k ) ของปฏิกิริยา

3 aA + bB cC + dD k = ค่าคงที่อัตราจำเพาะของปฏิกิริยา
R = k[A]m[B]n k = ค่าคงที่อัตราจำเพาะของปฏิกิริยา ซึ่งมีค่าคงที่ที่อุณหภูมิหนึ่งๆ m, n = อันดับของปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับ [A] และ [B] ตามลำดับ

4 ส้ม เขียว อัตราการเกิดปฏิกิริยา = -d[Cr2O72-] dt
3CH3CH2OH + Cr2O H CH3CHO Cr H2O ส้ม เขียว อัตราการเกิดปฏิกิริยา = -d[Cr2O72-] dt = k [Cr2O72-] x [C2H5OH] y [H+] z [C2H5OH] และ [H+] สูงกว่า [Cr2O72-] มาก R = k [Cr2O72-] x

5 สมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นสารตั้งต้นกับเวลา
อันดับปฏิกิริยา สมการความสัมพันธ์ c = -kt + a กราฟ c กับ t เป็นเส้นตรง 1 ln c = -kt + ln a กราฟ ln c กับ t เป็นเส้นตรง 2 = kt + 1 c a กราฟ 1/c กับ t เป็นเส้นตรง

6 ความเข้มข้นที่เวลาใดๆ
จากความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้น(mol/L)ของสารกับ ค่าการดูดกลืนแสง (absoorbance) ของสารละลาย ความเข้มข้นเริ่มต้น Ao = al ค่าการดูดกลืนแสงที่เวลาเริ่มต้น At = (c)l ค่าการดูดกลืนแสงที่เวลาใดๆ ความเข้มข้นที่เวลาใดๆ

7 จะสามารถวัดค่าการดูดกลืนแสงที่เปลี่ยนไปที่เวลาต่างๆได้
ในกรณีที่เลือกแสงความยาวคลื่นที่ max จะสามารถวัดค่าการดูดกลืนแสงที่เปลี่ยนไปที่เวลาต่างๆได้ Monochromator Detector Light source Sample cell Meter (1) (2) (3) (4) (5) I0 I รูปที่ 1. ส่วนประกอบต่างๆ ของสเปกโตรโฟโตมิเตอร์

8 สมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง absorbanceของสารตั้งต้นกับเวลา
อันดับของปฏิกิริยา สมการความสัมพันธ์ (At)= (A0) – k(l)t กราฟ ระหว่าง(At) กับ t ได้เส้นตรง 1 ln(At) = ln(A0) - kt กราฟ ระหว่าง ln(At) กับ t ได้เส้นตรง 2 1/(At) = (k/l)t + 1/A0) กราฟ ระหว่าง1/(At) กับ t ได้เส้นตรง

9 อุปกรณ์ spectrophotometer Sample holder Wavelength selector switch

10 วิธีทดลอง บรรจุน้ำกลั่นใน cuvette ที่สะอาดและเช็ดให้แห้ง ใส่ใน sample holder

11 2. เลือกความยาวคลื่นของเครื่อง spectronic
ไปที่ 440 nm

12 ปรับค่าการดูดกลืนแสงของเครื่องที่ความยาวคลื่น
440 nm ให้เป็นศูนย์

13 4. ไขสารละลาย 1.K2Cr2O7 0.010 M 5 mL ใส่ในขวดรูปกรวยขนาด 125 mL
2. H2SO4 4.0 M 25 mL + เขย่า

14 5.เทสารละลายในข้อ 4 ลงใน cuvette แห้ง
เช็ดด้านนอกให้แห้ง นำไปวัดค่าการดูดกลืนแสง ที่ความยาวคลื่น 440 nm บันทึกเป็นค่าการดูด กลืนแสงที่เวลาเริ่มต้น Ao

15 6. เทสารละลายใน cuvette กลับคืนลงในขวดรูปกรวยเดิม
ใส่ C2H5OH 95% 0.10 mL ด้วยกระบอกฉีดยา จับเวลาตั้งแต่เติมเอทานอล เขย่าสารละลายให้รวมเป็นเนื้อเดียวกัน

16 8. เทสารละลายจากขวดรูปกรวยลงใน cuvette
วัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 440 nm เป็น At ทุกๆ 30 วินาที เป็นเวลา 5 นาที 9. เทสารละลายในภาชนะที่จัดไว้ให้ทิ้ง waste

17 จากค่า A0 , At เขียนกราฟระหว่าง 1. At กับ t 2. ln (At) กับ t 3. 1/(At) กับ t สรุปอันดับของปฏิกิริยาจากกราฟเส้นตรงที่ได้ คำนวณหาค่า k จากslope ของกราฟเส้นตรง