Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Экспериментальная часть.

ОПЫТ 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов.

В опыте исследуется реакция между растворами тиосульфата натрия и серной кислоты:

Na₂S₂O₃ + 2 H₂SO₄ = 2 NaHSO₄ + H₂SO₃ + S ¯

Реакция протекает в две стадии:

(1) Na₂S₂O₃ + 2 H₂SO₄ = 2 NaHSO₄ + H₂S₂O₃ (быстрая)

(2) H₂S₂O₃ = H₂SO₃ + S ¯ (медленная)

Сера, образующаяся в результате реакции, вызывает опалесценцию и дальнейшее помутнение раствора, поэтому о скорости протекания реакции можно судить, визуально фиксируя момент потери прозрачности раствора.

Выполнение опыта: в трех пробирках приготовьте растворы тиосульфата натрия различной концентрации, для этого внесите в пробирку №1 - 4 капли раствора тиосульфата натрия и 8 капель воды, в пробирку №2 - 8 капель раствора тиосульфата натрия и 4 капли воды, в пробирку №3 - 12 капель раствора тиосульфата натрия. Пробирки слегка встряхните. Таким образом, при одинаковых объемах растворов концентрация тиосульфата натрия в пробирках будет в отношении 1: 2: 3.

В пробирку №1 добавьте одну каплю раствора серной кислоты и одновременно включите секундомер. Пробирку встряхните для перемешивания раствора. Измерьте время от момента добавления кислоты до появления опалесценции.

Опыт повторите с пробирками №2 и №3, добавляя по одной капле серной кислоты и определяя время протекания реакции до одинаковой степени помутнения раствора.

Данные опыта занесите в таблицу:

1. Постройте график зависимости условной скорости реакции (v) от относительной концентрации раствора тиосерной кислоты.

2. Напишите кинетическое уравнение реакции.

3. Сделайте вывод о соответствии полученной графической зависимости кинетическому уравнению:

V

1 2 3 C

ОПЫТ 2. Влияние температуры на скорость реакции.

В опыте используется реакция между растворами тиосульфата натрия и серной кислоты (см. опыт 1).

Выполнение опыта: в три пробирки налейте по 1 мл раствора тиосульфата натрия, в другие три пробирки - по 1 мл раствора серной кислоты. Каждую пару пробирок (тиосульфат - кислота) поместите в водяные бани: первую - при комнатной температуре, вторую - при температуре на

10 °С выше комнатной, третью - при температуре на 20 °С выше комнатной.

Через 5 -10 мин. слейте содержимое каждой пары пробирок и по секундомеру определите время протекания реакции по появлению опалесценции.

Результаты опыта занесите в таблицу:

1. Запишите выражение правила Вант - Гоффа.

2. По полученным данным рассчитайте два значения температурного коэффициента реакции и его среднее значение.

3. Для каждого значения температурного коэффициента рассчитайте энергию активации реакции, а также ее среднее значение.

4. Все данные занесите в таблицу.

5. Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость реакции.

ОПЫТ 3. Влияние катализаторов на скорость реакции.

В опыте исследуется реакция разложения пероксида водорода в присутствии катализаторов- раствора хромата калия K₂CrO₄ и твердого диоксида марганца MnO₂. Скорость реакции оценивается по интенсивности выделения кислорода, который обнаруживается с помощью тлеющей лучинки.

Выполнение опыта: в две пробирки налейте по 10 капель раствора Н₂О₂. К отверстию одной из них поднесите тлеющую лучинку. Происходит ли выделение кислорода?

Повторите опыт, добавив в первую пробирку несколько капель раствора хромата калия, в другую - несколько кристаллов диоксида марганца.

1) Отметьте признаки протекания реакции.

2) Напишите уравнение реакции разложения пероксида водорода:

3)Сделайте выводы:

а) как влияют хромат калия и диоксид марганца на скорость рассматриваемой реакции,

б) в каком случае катализ является гомогенным, в каком – гетерогенным,

в) почему в одном случае в ходе реакции изменяется окраска раствора,

г) на основе каких наблюдений можно сделать вывод о том, что катализатор в процессе реакции не расходуется,

д) как изменяется энергия активации реакции в присутствии катализатора.

ОПЫТ 4. Влияние величины межфазной поверхности на скорость гетерогенной реакции.

В опыте используется реакция CaCO_3(т) + 2 HCl_(р) = CaCl_2(р) + H₂O_(ж) + CO_2(г),

протекающая на поверхности твердого карбоната кальция, взятого в компактном и измельченном виде.

Выполнение опыта: возьмите два небольших кусочка мела (@ 0,5 г). Один из кусочков поместите в пробирку, другой разотрите в ступке и получившийся порошок поместите в другую пробирку. В обе пробирки одновременно внесите по 5 мл соляной кислоты. Отметьте время растворения мела в каждом случае:

1) Напишите кинетическое уравнение реакции.

2) Сделайте вывод о влиянии степени измельчения твердых веществ (величины межфазной поверхности) на скорость гетерогенной реакции.

Вариант теста (правильные ответы выделены).

I. Скорость химической реакции: 3H₂(г) + N₂ (г) = 2NH₃(г) выражается уравнением:

1) v = k C³ _{H 2} C_{N 2} 2) v = k C_{H 2} C_N2 3) v = k C_{NH 3} 4) v = k C²_{H 2} C² _{N 2}