Лабораторна робота № 10 Хімічна кінетика програмні питання

1. Поняття швидкості хімічних реакцій в гомогенних та гетерогенних системах. Кінетичне рівняння.

2. 3алежність швидкості хімічних реакцій від:

• концентрацій реагуючих речовин;

• природи реагуючих речовин;

• температури;

• тиску;

• об’єму.

3. Хімічна рівновага, константа рівноваги. Принцип Ле Шательє.

4. Поняття про гомогенний та гетерогенний каталіз.

Зразок картки контролю знань

Для реакції: N₂(г) + 3Н₂(г)  2NH₃(г)

ΔН = –92 кДж (∆Н = –Q)

1. Напишіть кінетичні рівняння прямої та зворотної реакції.

2. Напишіть вираз для константи рівноваги даної реакції.

3. У скільки разів збільшиться або зменшиться швидкість прямої реакції при збільшенні концентрації Н₂ в 3 рази?

4. У скільки разів збільшиться або зменшиться швидкість прямої реакції при збільшенні об’єму системи в 2 рази?

5. У скільки разів збільшиться або зменшиться швидкість зворотної реакції при збільшенні тиску в системі в 3 рази?

6. У скільки разів збільшиться швидкість прямої реакції при зміні температури від 100 ^оС до 130 ^оС. Температурний коефіцієнт реакції 3.

7. В яку сторону зміститься рівновага реакції:

а) при підвищенні температури;

б) при підвищенні тиску.

Хід роботи

10.1 Вплив величини поверхні речовини на швидкість реакції

Візьміть дві однакові наважки мармуру у вигляді грудочки та у вигляді порошку. Налийте в дві пробірки по 2 см³ розбавленої хлоридної кислоти та одночасно внесіть в одну з них грудочку мармуру, а в другу - порошок. Відзначте час проходження реакції. В якій пробірці реакція відбувається швидше? Чому? Складіть рівняння реакції.

10.2 Залежність швидкості реакції від температури

Налийте в одну пробірку 5 см³ розчину калій тіосульфату, а в другу – 5 см³ сульфатної кислоти. Злийте обидва розчини і відзначте час з моменту злиття до початку помутніння. Проведіть аналогічний дослід попередньо нагрівши обидва розчини до кипіння. Зробіть висновок про залежність швидкості реакції від температури. Реакція обміну між натрій тіосульфатом та сульфатною кислотою проходить практично миттєво, а розклад тіосульфатної кислоти H₂S₂O₃, яка при цьому утворюється, йде відносно повільно. Складіть рівняння реакцій.

10.3 Вплив зміни концентрації на хімічну рівновагу

Налийте в пробірку 5 см³ розбавленого розчину калій роданіду KSCN та додайте такий самий об’єм розбавленого розчину ферум(ІІІ) хлориду. Зверніть увагу на колір розчину, зумовлений утворенням ферум(ІІІ) роданіду. Складіть рівняння реакції.

Одержаний розчин розлийте порівну в чотири пробірки. У одну з них додайте декілька краплин концентрованого розчину калій роданіду, у другу - декілька краплин концентрованого розчину ферум(ІІІ) хлориду, в третю - декілька кристаликів калій хлориду. Відмітьте зміну інтенсивності забарвлення розчинів, порівнюючи їх з розчином у четвертій пробірці. Поясніть результати досліду, використовуючи принцип Ле Шательє.

10.4 Автокаталіз

Налийте в пробірку 3 см³ розчину щавлевої кислоти H₂C₂O₄, підкисліть сульфатною кислотою та додайте 5 крапель калій перманганату. Відзначте час від моменту вливання калій перманганату до знебарвлення розчину. До цього ж розчину додайте ще 5 крапель розчину калій перманганату та також відзначте час до знебарвлення розчину. Повторіть дослід втретє та порівняйте час, необхідний для протікання реакції після першого, другого та третього приливання розчину калій перманганату. Каталізатором цієї реакції є йони Mn²⁺, які утворюються в результаті її протікання. Складіть рівняння реакції, враховуючи, що щавлева кислота окиснюється до карбон(IV) оксиду.