Волгоградский государственный медицинский университет, кафедра физики
Научные руководители:
старший преподаватель О.В. Дрокова, доцент, к.п.н. О.Ф. Худобина.
Введение. Спектрофотометрия - метод исследования и анализа веществ, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения, на практике спектрофотометрию часто отождествляют с оптической спектроскопией. Данный метод применим в тех случаях, когда исходное вещество или один из продуктов реакции окрашены, а остальные вещества, участвующие в реакции, бесцветные.
Распад комплексного соединения марганца протекает по реакции первого порядка согласно уравнению:
[Mn3+ (C2O42-)]3- → Mn2+ + 5/C2O42- + CO2
Здесь комплексный ион окрашен, продукты реакции – бесцветны. Работа заключается в определении порядка реакции, константы скорости и доказательстве ее независимости от концентрации исходных веществ. Уравнение для реакции первого порядка имеет вид:
k·τ = 2,303·lg(C0/С) (1)
где k – константа скорости, τ – время протекания реакции, C0 и C – концентрации исходного вещества в начальный момент и момент времени τ.
Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера:
C0/С = D0/D (2)
где D0 и D – оптическая плотность раствора исходного вещества соответственно в начальный момент и момент времени τ. Подставив (2) в (1), получим:
k = (2,303/ τ)lg(D0/D) (3)
Следовательно, для вычисления константы скорости реакции необходимо измерить оптическую плотность раствора и ее изменение во времени. Задачу выполняют на ФЭК КФК-2, светофильтр – синий.
Цель. Освоение методики спектрофотометрических исследований, определение константы скорости разложения и периода полураспада комплексного соединения оксалата марганца. Внедрение экспериментальной работы в лабораторный практикум кафедры физики ВолгГМУ для студентов медико-биологического факультета.
Материалы и методы. При выполнении физико-химического эксперимента потребовался ФЭК КФК-2 с сантиметровыми кюветами, реактивы: 0,01M KMnO4; 0,1M MnSO4; 0,1M H2C2O4.
Метод заключается в следующем. Исходные растворы выдерживают при комнатной температуре, затем смешивают 0,1M MnSO4 и 0,1M H2C2O4 в соотношении 1:7. К четырем частям полученной бесцветной смеси добавляют одну часть раствора 0,1M KMnO4, при этом быстро образуется коричневая комплексная соль. Поместив полученный раствор в сантиметровую кювету, устанавливают ее в гнездо и измеряют оптическую плотность. Отсчет времени ведут с первого измерения с интервалом 1 мин., опыт прекращают, когда оптическая плотность достигает значений, близких к 0,100. По результатам измерений строится график lgD(τ), рассчитывается k по формуле (3), а также период полураспада.
