Катализ
Учебник § 130
Катализом называется явление изменения скорости реакции под действием веществ (катализаторов), остающихся после реакции химически неизмененными.
Катализаторами могут служить самые разнообразные вещества, например, мелкораздробленные металлы, окислы металлов, ионы и т.д.
Для работы нужны: 1) набор пробирок; 2) двуокись марганца; 3) 3%-ный раствор перекиси водорода; 4) лучинки; 5) 2 кусочка цинка.
Опыт 1. Каталитическое ускорение разложения перекиси водорода двуокисью марганца.
Как известно, перекись водорода является неустойчивым веществом и постепенно разлагается на воду и кислород.
При обыкновенных условиях эта реакция идет сравнительно медленно. Но стоит только ввести в раствор перекиси водорода немного двуокиси марганца, как тотчас же начинается быстрое разложение перекиси водорода.
Налить в пробирку немного 3%-ного раствора перекиси водорода. Бросить в раствор щепотку двуокиси марганца и наблюдать разложение перекиси водорода. Обнаружить выделяющийся кислород тлеющей лучинкой.
Опыт 2. Каталитическое влияние двуокиси марганца на реакцию разложения бертолетовой соли.
Поместить в пробирку немного бертолетовой соли, укрепить пробирку вертикально в зажиме штатива и нагревать соль небольшим пламенем, пока она не расплавится и из нее не начнут выделяться пузырьки кислорода (испытание тлеющей лучинкой).
Не прекращая нагревания, всыпать в пробирку крошечную щепоточку порошкообразной двуокиси марганца. Наблюдать резкое увеличение скорости выделения кислорода.
Опыт 3. Ускорение реакции восстановления перманганата калия водородом в момент выделения путем введения в раствор ионов NO3´.
При действии водорода в момент выделения на подкисленный раствор перманганата калия KMnO4 жидкость обесцвечивается вследствие восстановления ионов MnO4´, сообщающих раствору малиновую окраску, в бесцветные ионы двухвалентного марганца:
Реакция идет очень
медленно, так как скорость соединения
атомов водорода в молекулы Н2
гораздо больше скорости их взаимодействия
с ионами
.
Введение в раствор ионов
каталитически ускоряет реакцию, что
можно объяснить возникновением следующих
быстро протекающих промежуточных
реакций:
а) восстановления
ионов
в ионы
водородом;
б) восстановления ионов , образовавшимися ионами , которые при этом снова окисляются в ионы :
Таким образом, в результате промежуточных реакций ион остается неизмененным, т.е. играет роль типичного катализатора.
Налить в пробирку 20%-ной серной кислоты, прибавить к ней несколько капель 0,1 н. раствора KMnO4, размешать и отлить половину жидкости в другую пробирку.
В пробирку с первой порцией жидкости прибавить одну каплю 0,5 н. раствора KNO3 и затем бросить в обе пробирки по кусочку цинка.
В первой пробирке жидкость обесцвечивается очень быстро, во второй лишь спустя более или менее продолжительное время.
Глава VIII азот
Азот находится в V группе периодической системы элементов. Атом азота имеет в наружном слое 5 электронов, поэтому высшая положительная валентность азота равна пяти, а отрицательная – трем. Свободный азот очень инертен. Непосредственное соединение азота с другими элементами происходит за редкими исключениями только при высокой температуре, обычно в присутствии катализаторов. Несмотря на это, для азота известно очень много разнообразных соединений, получаемых отчасти из природных соединений азота, отчасти из азота воздуха в результате ряда сложных процессов.
Соединения азота, в противоположность самому азоту, обладают большой химической активностью. Кислородные соединения азота являются сильными окислителями.
С водородом азот образует несколько соединений, из которых наиболее важным является аммиак.
РАБОТА № 31