Лабораторная работа по теме скорость химической реакции

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

 СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Используется реакция воздействия серной кислоты с тиосульфатом натрия, сопровождающаяся выделением серы в виде помутнения. Запишите полное и сокращенно-ионное уравнение  реакции.

Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O

Ход работы:

1.     Возьмите 3 пробирки. Налейте в пробирки из бюретки указанные в табл.1 объемы раствора Na₂S₂O₃ и воды.

2.     В первую пробирку с раствором Na₂S₂O₃ прилейте 2 мл раствора H₂SO₄ и одновременно включите секундомер. Наблюдайте за помутнением с помощью экрана из листочка тетрадной бумаги. Отметьте время протекания реакции от момента сливания растворов до исчезновения из поля зрения рисунка на экране и запишите данные в табл.1.

3.     Аналогичный опыт проделайте со второй и третьей пробиркой. Результаты оформите в виде табл. 1.

4.     Рассчитайте относительные объемные концентрации Na₂S₂O₃ в опытах 1, 2, 3 и запишите в табл.1.

5.     Рассчитайте относительные скорости реакции и запишите в табл.2.

6.     На «миллиметровке» постройте график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. На оси абсцисс отметьте относительные концентрации, а на оси ординат ─ относительную скорость. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Запишите математическое выражение скорости данной реакции.

Таблица 1

Зависимость скорости химической реакции от концентрации.

№ пробирок	Объемы(V) в мл			Объемная концентрация (φ), в%	Время протекания реакции(τ), в сек.	Относительная скорость реакции v =1/τ, сек-1
	Na2S2O3	H2O	H2SO4
1.	2	4	2
2.	4	2	2
3.	6	0	2

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Возьмите две пробирки. В одну из пробирок налейте 3 мл раствора Na₂S₂O₃, а в другую 3 мл раствора H₂SO₄. Отпустите термометр в пробирку с тиосульфатом натрия, определите температуру опыта и запишите в табл. 2. Слейте оба раствора из пробирок вместе и одновременно включите секундомер. Наблюдайте за помутнением раствора через экран, как в опыте 1. Отметьте время протекания реакции и запишите в табл.2.

Следующий опыт проделайте при температуре на 10⁰С выше первоначальной. Для этого обе пробирки с растворами опустите в стакан с горячей водой, нагрейте до соответствующей температуры, определяя температуру с помощью термометра. Слейте оба раствора из пробирок вместе и одновременно включите секундомер. Наблюдайте за помутнением раствора через экран, как в опыте 1. Отметьте время протекания реакции и запишите в табл. 2.

Третий опыт проведите при температуре на  10⁰С выше второго опыта. Оформите отчет в виде табл. 2.

Таблица 2

Зависимость скорости химической реакции от температуры

№ пробирок	Объемы(V) в мл		Температура опыта, в оС	Время течения реакции(τ), в сек.	Относительная скорость реакции v =1/τ, сек-1
	Na2S2O3	H2SO4
1.	3	3
2.	3	3
3.	3	3

На «миллиметровке» постройте график зависимости скорости реакции от температуры и запишите вывод.

 Опыт 3. Влияние катализатора на скорость реакции.

а) В ¼ объем пробирки налейте раствор H₂O₂. Бросьте в пробирку щепотку оксида марганца(IV). Наблюдайте за  протеканием бурной реакции и выделением газа при разложении пероксида водорода. Опустите в пробирку тлеющую лучинку. Объясните, почему тлеющая лучинка загорается, и какой газ при этом выделяется?

Напишите уравнение реакции. Какую роль играет оксид марганца(IV)? Какой вид катализа наблюдается при этом?

 б) Каталитическое восстановление роданида железа(III)

В пробирку налейте дистиллированную воду и туда же капните 20 капель роданида калия и 2 капли хлорида железа (III). Разделите содержимое пробирки на две равные части в две пробирки. В одну пробирку внесите одну каплю раствора сульфата меди(II). Затем в обе пробирки добавьте одновременно по 10 капель тиосульфата натрия (предварительно приготовленного в двух пробирках). Наблюдайте различную скорость обесцвечивания раствора, напишите уравнение реакции и сделайте вывод о влиянии катализатора на скорость реакции.

FeCl₃ + 3KSCN ↔ Fe(SCN)₃ + 3KCl

2Fe(SCN)₃ + 2Na₂S₂O₃ = 2Fe(SCN)₂ + Na₂S₄O₆ + 2NaSCN

Вопросы и задачи к лабораторной работе №2

1.Что называется скоростью химической реакции? В каких единицах она измеряется?

2.Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

3. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ в гомогенной системе.

4.Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ в гетерогенной системе.

5. Закон действующих масс.

6. Константа скорости химической реакции.

7. Влияние температуры на скорость химических реакций. Правило Вант-Гоффа.

8.Что такое катализатор, катализ и ингибитор, для чего они нужны?

9. Каков механизм действия катализаторов в гомогенной и гетерогенной системах?

10. Выразите математически скорости прямых и обратных реакций:

а) N₂ + O₂ Û 2NO; б) Fe₂O₃(тв.) + 3CO(г.) ® 2Fe(тв.) + 3CO₂(г.);

в) 2NO + O₂ Û 2NO₂    г) N₂ + 3Н₂ Û 2NН₃.

11. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры с 20^оС до 50^оС, если температурный коэффициент равен 3.

12. Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В₂ в системе 2А₂(г.) + В₂ = 2А₂В(г.), чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась.

13 . В системе СО + Cl₂ = COCl₂ концентрацию угарного газа увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

14. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раз.

15. При 150⁰С некоторая реакция заканчивается за 16 минут. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее: а) при 200^оС; б) при 80^оС.