Лабораторная работа № 3 кинетика химических реакций и химическое равновесие

Цель работы. Изучение влияния различных факторов на скорость химических реакций и состояние химического равновесия.

Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации

реагирующих веществ

Опыт сводится к измерению времени появления помутнения раствора от образования свободной серы при взаимодействии тиосульфата натрия с серной кислотой:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + SO₂  + S + H₂O.

Время, проходящее от момента сливания растворов до первых признаков помутнения, зависит от скорости реакции.

В три пронумерованные пробирки налейте из бюретки по 3 мл серной кислоты. В четвертую пробирку налейте 3 мл тиосульфата натрия, в пятую налейте 2 мл тиосульфата натрия и прилейте 1 мл воды, в шестую – 1 мл тиосульфата натрия и 2 мл воды. Слейте попарно растворы первой и четвертой, второй и пятой, третьей и шестой пробирок. С помощью секундомера зафиксируйте время реакции от момента сливания до первых признаков помутнения реакционной среды. Результаты опыта занесите в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты опыта

№ о№ опыта	Содержимое пробирок			Относительная концентрация, Na2S2O3, C	Время протекания реакции, , с	Относительная скорость реакции, V=1/ (усл. ед.)
	Объем раствора Na2S2O3, V1 , мл	Объем Н2О, V2 , мл	Объем раствора H2SO4, V3 , мл
1	3	0	3	3
2	2	1	3	2
3	1	2	3	1

Постройте график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ V = f (С). Проанализируйте график, сделайте вывод о характере зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Налейте в одну пробирку 3 мл раствора тиосульфата натрия, а в другую – 3 мл раствора серной кислоты. Обе пробирки поставьте в стакан с водой. Спустя 3-4 минуты измерьте температуру воды и слейте вместе содержимое обеих пробирок. С помощью секундомера зафиксируйте время реакции от момента сливания растворов до первых признаков помутнения (опалесценции) реакционной среды.

В две другие пробирки также налейте по 3 мл растворов тиосульфата натрия и серной кислоты. Поместите пробирки в стакан с водой, предварительно нагретой примерно на 10 ⁰С выше, чем в первом случае. Через 3-4 минуты слейте содержимое пробирок и снова измерьте время до первых признаков помутнения реакционной среды. Повторите эксперимент, повысив температуру еще на 10 ⁰С.

Результаты опыта занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты опыта

№ опыта	Температура опыта, Т, 0С	Время протекания реакции, , с	Относительная скорость реакции, V = 1/ (усл. ед.)
1
2
3

Постройте график зависимости скорости реакции от температуры V = f (Т). Проанализируйте график, сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

Опыт 3. Влияние катализатора на скорость реакции

Каталитическое разложение пероксида водорода

В две пробирки налейте по 5 мл раствора пероксида водорода. Добавьте на кончике шпателя в одну – порошок оксида кремния, в другую – оксида марганца (IV). По интенсивности выделения газа сравните скорость разложения пероксида водорода. С помощью тлеющей лучины определите выделяющийся газ.

Опыт 4. Смещение химического равновесия. Влияние концентраций реагирующих и образующихся веществ на химическое равновесие

Реакция между хлоридом железа и роданидом калия протекает по уравнению:

F eCl₃ + 3KSCN Fe(SCN)₃ + 3KСl.

Появляющаяся кроваво-красная окраска раствора обусловлена содержанием в нем роданида железа (III) Fe(SCN)₃. По изменению интенсивности окраски раствора можно определить направление смещения равновесия в реакционной среде.

В пробирке смешайте равные объемы разбавленных растворов FeCl₃ и KSCN. Полученный окрашенный раствор разделите в оставшиеся три пробирки. В первую пробирку внесите 2-3 капли насыщенного раствора хлорида железа, во вторую – 2-3 капли насыщенного раствора роданида калия, в третью – 2-3 микрошпателя кристаллического хлорида калия.

Сравните окраску растворов в этих трех пробирках с окраской исходного раствора в четвертой пробирке. Полученные результаты занесите в таблицу 3.

Таблица 3