Занятие № 3 (практическое)

ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ.

ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

Вопросы для подготовки:

1. Химическая термодинамика, термодинамические системы.

2. Внутренняя энергия и первое начало термодинамики.

3. Энтальпия. Термохимические уравнения и их особенности.

4. Термохимические расчеты, закон Гесса и следствия из него.

5. Понятие об энтропии. Второй закон термодинамики.

6. Изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса). Направленность химических процессов.

Занятие № 4 (лабораторное)

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

1. Зависимость скорости распада тиосерной кислоты от концентрации.

Цель работы заключается в исследовании кинетики реакции распада тиосерной кислоты:

H₂S₂O₃  S + SO₂ + H₂O

Тиосерную кислоту получают непосредственно в ходе эксперимента по реакции:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄  H₂S₂O₃ + Na₂SO₄

Приготовить три серии растворов с постоянной концентрацией серной кислоты и переменной концентрацией тиосульфата натрия. Для этого в три, предварительно пронумерованные пробирки (V=20 мл), отмерить по 5 мл растворов серной кислоты, а в три другие пробирки (V=50 мл), 5, 10 и 15 мл раствора тиосульфата натрия. Суммарный объем смесей должен составлять 20 мл. Для этого в первую и вторую пробирки с тиосульфатом натрия добавить необходимое количество воды.

Подготовить таблицу для записи результатов:

№ п/п	V(Na2S2O3) мл	V(H2O) мл	V(H2SO4) мл	время,  с	скорость  
1	5	10	5
2	10	5	5
3	15	0	5

Смешать по очереди приготовленные растворы реагирующих веществ, добавляя к раствору тиосульфата натрия раствор серной кислоты. Время, прошедшее от момента сливания растворов реагирующих веществ до начала помутнения, фиксируют секундомером. Результаты эксперимента занести в таблицу. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ представляют графически на миллиметровой бумаге. По оси абсцисс отмеряют значения условной концентрации тиосерной кислоты, а по оси ординат – среднюю скорость реакции (υ).

2. Зависимость скорости распада тиосерной кислоты от температуры.

В три пробирки (V=20 мл) отмерить по 5 мл раствора серной кислоты. В три другие пробирки по 5 мл тиосульфата натрия. Пробирки сгруппировать попарно и выдержать при постоянной температуре 4 − 5 минут. Первая пара пробирок выдерживается при комнатной температуре, вторая при 40°C, третья  при 60°C. Попарно смешать содержимое пробирок и немедленно поместить их в термостат. Определение времени протекания реакции произвести аналогично предыдущей работе.

Результаты эксперимента занести в таблицу:

№ п/п	V(Na2S2O3) мл	V(H2SO4) мл	температура °С	время,  с	скорость υ 
1	5	5
2	5	5
3	5	5

Построить график зависимости скорости химической реакции от температуры, отмечая значения температуры по оси абсцисс, а скорости реакции  по оси ординат. Сделать вывод о влиянии температуры на скорость реакции.

По данным опыта рассчитать значение температурного коэффициента по формуле: , а также энергию активации реакции распада тиосерной кислоты по формуле:

,

где: R - универсальная газовая постоянная,  - время до помутнения раствора, Т - абсолютная температура. Найти три значения Е_а и рассчитать среднее арифметическое.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.