Работа №16. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Объем растворов, мл

Условная концентр. Na₂S₂O₃ C=б/(a+б+в)

Время протекания реакции t, сек

Условная скорость реакции v =1/t

(По указанию преподавателя студент должен выполнить один из 3-х опытов).

Необходимые принадлежности и реактивы: Секундомер, 8 пронумерованных стаканов (или пробирок); 5 %-ный растворов Na₂S₂O₃, 2,5%-ный раствор H₂SO₄, термометр с интервалом 0-50⁰С, бюретка с делением 0,01 мл для точного измерения объема, стеклянная палочка для перемешивания, 0,5%-ный раствор Na₂SO₃, 0,5%-ный раствор KJO₃, 0,02%-ный раствор KJ, 0,05%-ный раствор H₂SO₄ , 3%-ный раствор H₂O₂

1. Взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой. Эта реакция в водных растворах протекает с образованием нерастворимой суспензии свободной серы.

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = SЇ + …(допишите)

Скорость появления мути свободной серы зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры. При исследовании зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ температура раствора должна быть постоянной.

Выполнение работы:

В четыре одинаковые пронумерованные стаканы (или пробирки) налить по 5 мл 2,5%-ного раствора серной кислоты, в четыре других налить растворы в следующем порядке:

в первый — 5 мл 5%-ного раствора тиосульфата натрия + 15 мл Н₂О,

во второй - 10 мл 5%-ного раствора тиосульфата натрия + 10 мл Н₂О,

в третий - 15 мл 5%-ного раствора тиосульфата натрия + 5 мл Н₂О,

в четвертый – только 20 мл 5%-ного раствора тиосульфата натрия

Таблица

Объем раствора точно отмерить бюреткой и быстро слить их попарно (прилить раствор тиосульфата натрия к раствору серной кислоты). Отчитать время по секундомеру с момента сливания до появления во всех опытах одинаковой плотности суспензии серы. Одинаковую плотность мути отметить по исчезновению какого-либо рисунка (например, сетки на дне или с боку стакана) наблюдаемого через слой раствора. Результаты наблюдений записать в следующую таблицу (для остальных опытов аналогично).

Задание ко всем опытам: см. п. 3.

2. Взаимодействие йодата калия с сульфитом натрия в сернокислой среде. Реакция йодата калия с сульфитом натрия в сернокислой среде идет с выделением свободного йода, который дает с крахмалом синее окрашивание. Скорость появления синей окраски в растворе зависит от концентрации реагирующих веществ, если считать, что температура опыта остается постоянной.

Процесс окисления сульфита натрия йодатом калия выражается общим уравнением:

2КJO₃+5Na₂SO₃+H₂SO₄ = J₂+5Na₂SO₄ + К₂SO₄ + H₂O (1)

Указанная реакция протекает ступенчато по уравнениям:

КJO₃+ 3Na₂SO₃ = КJ + 3Na₂SO₄

или в ионной форме: JO₃^-+3SO₃^2- = J^-+3SO₄ (2)

После полного окисления сульфита натрия (конец реакции (1)) образовавшийся йодид калия вступает во взаимодействие с непрореагировавшим йодатом калия:

КJO₃+5КJ+ 3H₂SO₄ = 3J₂ + 3К₂SO₄+3H₂O (3)

или в ионной форме JO₃^- + 5 J^- + 6 Н⁺= 3 J₂ + 3H₂O

Выделяющийся молекулярный йод образует с присутствующим в растворе крахмалом соединение, окрашивающее раствор в синий цвет. Появление синей окраски указывает на начало второй реакции и на конец первой. Может ли появиться свободный йод в присутствии Na₂SO₃? Так как реакция окисления сульфита йодатом протекает довольно медленно, время ее протекания можно измерить с помощью секундомера, считая началом реакции момент приливания сульфита натрия к раствору йодата калия, а концом - появление синей окраски.

Выполнение работы:

В четыре одинаковых пронумерованных стакана (или пробирки) налить по 10 мл 0,5%—ного раствора Na₂SO₃, подкисленного серной кислотой, и добавить 3—4 капли раствора крахмала, а в четыре других налить растворы в следующем порядке:

в первый - 5 мл 0,5%-ного раствора KJO₃+ 15 мл Н₂О,

во второй - 10 мл 0,5%-ного раствора KJO₃ + 10 мл Н₂О,

в третий - 15 мл 0,5%-ного раствора КJO₃+ 5 мл Н₂О,

в четвертый - только 20 мл 0,5%-ного раствора KJO₃.

Объемы растворов отмерить бюреткой и быстро слить их попарно растворы Na₂SO₃ и КJO₃) и отсчитать время по секундомеру с момента смешения до появления синего окрашивания в каждом стакане. Результат записать в таблицу, приняв Na₂SO₃ (а), КJО₃(б), Н₂0 (в).

Задание : см. после опыта3.

Таблица

3. Взаимодействие иодида калия с пероксидом водорода в кислой среде. Иодид-ион окисляется в кислой среде пероксидом водорода до свободного иода, который окрашивает крахмал в синий цвет. Зависимость появления окраски индикатора—крахмала от концентрации реагирующих веществ может быть измерена во времени.

Выполнение работы:

В четыре пробирки налить растворы в следующем порядке:

в первую: 2 мл р-ра KJ+ 2мл р-ра Н₂SО₄ +. 6 мл Н₂О;

во вторую: 4мл р-ра КJ + 2 мл р-ра H₂SO₄+ 4 мл Н₂О;

в третью - 6 мл р-ра КJ+ 2 мл р-ра Н₂SO₄+ 2 мл Н₂О;

в четвертую - только 8 мл р-ра КJ + 2 мл р-ра H₂SO₄.

Таблица

Во все пробирки прилить по 1 мл раствора крахмала. Затем в каждую пробирку добавить по 2 мл 3%-ного раствора H₂O₂. Заметить начало появления синего окрашивания и записать в таблицу, приняв H₂SO₄ (а), КJ (б), Н₂О₂ (в).

Задание (ко всем опытам): Написать уравнения реакций. Изобразить полученные результаты графически на миллиметровой бумаге (размером 10^.10 см). Ось абсцисс - условная концентрация одного из компонентов (б), а ось ординат - условная скорость реакции (V), Масштабы следует выбрать таким образом, чтобы наибольшие значения величин по оси ординат и по оси абсцисс были бы одинаковыми, примерно на расстоянии 6—8 см от начала координат.

Как зависит скорость химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Каким законом выражается эта зависимость? Написать математическое выражение скорости этой реакции. Из уравнения скорости реакции определить, должна ли полученная кривая проходить через начало координат.

<39 40 414243 44 45 >

Дата добавления: 2014-12-26; просмотров: 2151;