Опыт № 2 изучение скорости взаимодействия тиосульфата натрия и серной кислоты

Предварительные сведения. Химические реакции идут только в том случае, когда происходит столкновение частиц, обладающих определенной энергией (энергией активации). Чем больше частиц, чем выше их концентрация, тем выше вероятность столкновений между ними, а, следовательно, выше скорость химической реакции.

Порядок выполнения:

1. Используя мерный цилиндр, в четыре пробирки налейте по 1 мл серной кислоты H₂SO₄. Поставьте их во второй ряд штатива, считая от Вас.

2. В первый ряд, перед пробирками с серной кислотой, поставьте 4 пустые пробирки. В них налейте раствор тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃):

в первую - 1 мл раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃);

во вторую - 2 мл раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃);

в третью - 3 мл раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃);

в четвертую - 4 мл раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃).

3. Затем в эти же пробирки добавьте дистиллированную воду:

в первую - 3 мл воды;

во вторую - 2 мл воды;

в третью - 1 мл воды;

в четвертую – 0 мл воды.

Проверьте, во всех четырех пробирках должно быть одинаковое количество раствора – 4 мл !!!

4. Приготовьте часы с секундной стрелкой.

5. Добавьте в первую пробирку 1 мл H₂SO₄ (из второго ряда).

6. Заметьте промежуток времени до появления мути (выделяется коллоидная сера).

7. Повторите аналогичную операцию со следующими тремя парами пробирок. Аналогично измерьте промежуток времени до начала помутнения раствора.

Наблюдения:

Данные эксперимента внесите в таблицу 3, рассчитайте относительную скорость реакции (заполните последнюю колонку) и постройте график, отложив на оси абсцисс концентрацию (0.2; 0.4; 0.6 и 0.8), а на оси ординат – рассчитанную Вами относительную скорость реакции.

Таблица 3

Выводы: Как зависит скорость реакции от концентрации реагентов?

Опыт № 3 влияние катализатора на скорость реакции разложения пероксида водорода

Предварительные сведения. Катализатор по отношению к одним хи-мическим реакциям оказывает «уважение» и даже «любовь - проявляет из-бирательную активность, а к другим реакциям этот же катализатор не раз-деляет свои «симпатии». Иначе говоря, каждый катализатор специфичен.

Причина увеличения скорости реакции - снижение энергии активации реагирующих частиц, уменьшение энергетического барьера. Катализатор образует с одним из реагирующих веществ комплекс, энергия активации которого на порядок ниже, он и вступает во взаимодействие с субстратом, далее этот комплекс разрушается и катализатор выделяется в чистом виде.

Порядок выполнения:

1. Налейте в пять пробирок 1-2 мл 3% раствора пероксида водорода.

2. Затем добавьте:

в первую -1 мл раствора гидроксида аммония NH₄OH

во вторую - 1 мл раствора сульфата меди (II) CuSO₄;

в третью смесь растворов 1 мл гидроксида аммония NH₄OH и 1 мл сульфата меди (II) CuSO₄;

в четвертую - на кончике шпателя несколько кристаллов оксида марганца (IV) MnO₂

(Опыт выполняем осторожно и аккуратно!!! Пробирка должна находится в штативе! Над пробиркой не наклоняться!)

Наблюдения:

Сравните скорости реакции разложения пероксида водорода Н₂О₂ во всех пробирках. Какой газ выделяется, с какой скоростью?

Вывод:

1. Как влияет катализатор на скорость реакции разложения пероксида водорода?

2. Какое соединение является катализатором в третьей пробирке?

3. Составьте ряд активности катализаторов разложения пероксида водорода, отметив максимально и минимально эффективные катализаторы.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ (4 ч.)

Защита рефератов по теме «Естествознание. Химическая составляющая»

Примерный перечень тем для рефератов:

1. Химический состав орехов

2. Химический состав ковровых покрытий

3. Химический состав энергетических напитков

4. Химический состав парфюмерных композиций

5. Химический состав губных помад

6. Немецкий фарфор. Химический состав.

7. Химический состав шоколада

8. Химический состав кимчи

9. Химический состав соуса «Чили»

10. Химический состав бутилированной воды

11. Химический состав кожаных изделий

12. Химический состав кетчупов

13. Химический состав строительных материалов

14. Химический состав итальянского мороженного

15. Химический состав бумаги

16. Химический состав сыров

17. Химический состав туши для ресниц

18. Химический состав текстильных тканей

19. Химический состав кофе

20. Химический состав автомобильных шин

21. Химический состав молока

22. Химический состав зубных паст

23. Химический состав стиральных порошков

24. Химический состав сливочного масла

25. Химический состав лака для ногтей

26. Химический состав рыбной продукции

27. Химический состав мыла

28. Химический состав хлебобулочной продукции

29. Химический состав пищевых добавок

30. Химический состав фруктов

31. Химический состав пудры

32. Новые керамические материалы в настоящем и будущем (про-изводство высокотехнологичной керамики, конструкционная, сверхпрово-дящая, пластичная керамика).

33. Основные области применения перфторуглеродов: микроэлек-троника, химические технологии, медицина, косметология, лазерная и космическая техника.

34. Живые полимеры и их роль в работе с человеческим материа-лом.

35. Дендримерные молекулы - новый класс полимеров.

36. Высокочистые вещества: настоящее и будущее.

37. Тонкопленочные материалы для накопителей информации.

38. Органические материалы в современной микроэлектронике: создание пленок органических молекул в качестве сверхтонких покрытий с высокими характеристиками; разработка молекулярных систем, способных обмениваться энергией и зарядом с полупроводниковой подложкой.

39. Создание клатратных соединений и важнейшие области их ис-пользования (клатраты- молекулярные соединения в которых молекулы одного из компонентов локализуют, ориентируют относительно себя мо-лекулы другого).

40. Важнейшие свойства и области применения молеклул ротакса-нов и катенатов.

41. Исследование краун-соединений и создание макромолекул, способных к самосборке и самоорганизации.

42. Свойства и области применения многопалубных «сэндвиче-вых» комплексов: (ферроцен, никелоцен, ванадоцен).

43. Фуллерен и новые классы веществ на его основе: фуллеролы, фуллераны, фуллериды.

44. Углеродные нанотрубки.

45. Химические волокна специального назначения (термостойкие, ионообменные, электроионообменные, биологически активные и метали-зированные волокна).

46. Химическая энергетика: обновление технологии производства энергии.

47. Успехи химии в решении проблем энергетики настоящего и будущего: твердые электролиты; гальванические элементы на основе алю-миния; водород – альтернативное топливо в энергетике; природный газ - новые перспективы использования; метангидрат – топливо будущего; но-вая эрегетика без углерода и кислорода.

48. Генные технологии: реальная польза и потенциальный риск.

49. Химия в экстремальных условиях: в сверхтекучем гелии; в сильных электрических полях лазеров; в кристаллических газовых решет-ках ультрахолодных атомов.

50. Плазмохимические процессы.

51. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез.

52. Проблема разрушения озонового слоя и перфторуглероды.

53. Сверхкритические среды: новые реакции и технологии – ос-новные области использования сверхкритических веществ.

54. Криохимические технологии перспективных материалов.

55. Нанотехнологии (нанокомпьютеры, углеродные нанотрубки, использование нанотрубок в практике).

56. Сенсорные технологии, химическая аналитика, диагностика и создание новых органов чувств (сенсорные системы – химические сенсо-ры, биосенсоры на основе одно и двухцепочечных нуклеиновых кислот).

57. Мембранные технологии: проблемы чистой воды и мембран-ная электрохимия.

58. Ферменты. Биокатализ. Возможности биомиметики.

59. Фемптосекундная спектроскопия – метод изучения переходных состояний химических реакций (фемптохимия).

60. Проблемы энерго- и ресурсосбережения в химической техно-логии, нефтехимии и биотехнологии.

61. Последние достижения в области нефтехимии и нефтепереработке.

62. Синтез-газ как альтернатива нефти.

63. Каталитические технологии для энерго-, ресурсосбережения и защиты окружающей среды.

64. Многослойные оптические диски накануне революции (созда-ние многослойных флуоресцентных дисков).

65. Микроэлектронные технологии.

66. Современные биотехнологии.

67. Химические технологии и экономика.

68. Захоронение радиоактивных отходов.

69. Химические монополии их традиции и перспективы.

70. Равновесие химических процессов.

71. Современное представление о происхождение жизни.

72. Эволюция жизни (химический аспект).

73. Управление процессами жизнедеятельности с химической точ-ки зрения.

74. Система антиоксидантной защиты клеток организма.

75. Продление человеческой жизни – реальность или перспектива?

76. Химия вкуса; химия цвета; химия запаха – новейшие разработки.

77. Химия живого: химия мозга, памяти, мышления, сознания, чувств

Требования к оформлению реферата

В реферате необходимо кратко изложить последние достижения хи-мии и тенденции развития в области современных материалов, технологий, энергетики будущего, проблем управления процессами жизнедеятельности с точки зрения химии.

Реферат является одним из видов научно-исследовательской работы студентов и представляет собой способ самостоятельной работы с литературой.

Данная форма самостоятельной работы является обязательной для всех студентов, изучающих курс «Естествознание».

Реферат защищается студентом на семинарском занятии (доклад на 5-7 минут) или на собеседовании с преподавателем.

Текст реферата печатается на листах формата А4 шрифтом Times New Roman, размер шрифта 12, междустрочный интервал 1.5, выравнивание – по ширине, абзац - 1 см («красная строка»). Формат заголовков: размер шрифта 14, жирный, отступ сверху и снизу – 6 пт, положение на странице – «не отрывать от следующего». Каждый раздел реферата начинается с новой страницы.

Необходимый объем реферата 10-15 машинописных листов. Реко-мендуемый объем доклада 2-3 машинописных листа.

В реферат необходимо включить следующие разделы:

Содержание работы (не нумеруется)

Введение (не нумеруется, в нем необходимо кратко отразить акту-альность темы, 1-1.5 листа).

1. Основная часть (содержит характеристику сущности явления и его основных особенностей, важнейших областей применения материалов и технологий; в тексте должны быть пояснены основные понятия и термины, используемые в данной работе и прикладной аспект обсуждаемых ма-териалов или технологий.

2. Заключение (содержит краткий анализ работы (короткое резюме) и собственные выводы (1 лист). В нем следует отметить перспективы при-менения материала или технологии в будущем, отметить факторы, сдер-живающие применение обсуждаемого материала или технологии (если имеются).

В заключении не должно быть новой информации, не обсужденной в основной части реферата!