2. Влияние температуры на скорость реакции

В четыре пробирки пронумерованные (1, 2, 3, 4) налейте из бюретки по 4 мл раствора тиосульфата натрия, а в четыре другие (1а, 2а, 3а, 4а) по 4 мл серной кислоты, хорошо перемешайте. Все пробирки поместите в термостойкий стакан с водой и через 5 минут, измерив температуру воды, слейте содержимое пробирок 1 и 1а, перемешайте и отсчитайте по секундомеру время до появления мути.

Стакан с другими пробирками нагрейте на 10⁰С выше первоначальной температуры и повторите опыт с пробирками 2 и 2а. Повышая температуру на 10⁰С, проведите опыты с оставшимися пробирками. Данные занесите в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Номер пробирки	Температура опыта, t 0C	Промежуток времени от начала отсчета до помутнения, , с	Относительная скорость реакции, =1/
1 2 3 4

Постройте график зависимости скорости реакции (ось у) от температуры t (ось х). Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость химической реакции. На основании экспериментальных данных рассчитайте температурный коэффициент скорости данной реакции.

3. Влияние катализатора на скорость реакции

Опыт. В пробирку налейте 5 мл раствора бихромата калия K₂Cr₂O₇ и на 3-4 минуты поставьте ее в стакан с горячей водой. К подогретому раствору добавьте 1 мл раствора H₂O₂. Раствор в пробирке быстро темнеет. Это связано с образованием промежуточного соединения типа K₂[Cr₂O₇H₂O₂]. Через 1-2 минуты начинается быстрое разложение промежуточного соединения – выделяется кислород (реакция диспропорционирования). С помощью тлеющей лучины подтвердите выделение кислорода. По окончании реакции вновь появляется оранжевая окраска, свойственная катализатору – дихромату калия.

Составьте уравнение реакции разложения H₂O₂. Сделайте вывод о влиянии катализатора на скорость реакции.

4. Химическое равновесие

Опыт. В стаканчик налейте 20 мл воды и добавьте по 1-2 капли насыщенных растворов FeCl₃ и NH₄CNS.

F eCl₃ + 3 NH₄(CNS) Fe (CNS)₃ + 3 NH₄Cl

Окрашенный в красный цвет раствор разлейте поровну в четыре пробирки. В одну пробирку добавить 2-3 капли насыщенного раствора FeCl₃. В другую пробирку налейте 2-3 капли насыщенного раствора NH₄CNS. В третью пробирку добавьте кристаллик NH₄Cl. Четвертую пробирку оставляют для сравнения. Сопоставляя интенсивность окрасок полученных растворов с цветом раствора в четвертой пробирке и пользуясь выражением константы химического равновесия, объясните изменение окраски растворов в первой, второй, третьей пробирках. Данные занесите в табл. 2.3.

Таблица 2.3

№ п/п	Добавленный раствор	Изменение окраски (ослабление, усиление)	Направление смещения равновесия (влево, вправо)
1 2 3

2. Растворы

1. Основные понятия

Раствором называют гомогенную систему, состоящую из двух или более компонентов.

Один из компонентов раствора – растворитель, остальные – растворенные вещества. Растворителем обычно считают тот компонент, чье агрегатное состояние не изменяется при образовании раствора. Если оба компонента находятся в одинаковом агрегатном состоянии, то растворителем является тот компонент, который находится в большем количестве.

Растворы бывают насыщенными, ненасыщенными и пересыщенными.

Насыщенный раствор – это раствор, который находится в равновесии с твердой фазой растворенного вещества, т.е. содержит максимально возможное количество растворенного вещества при данной температуре.

Ненасыщенный раствор – это раствор, концентрация которого меньше концентрации насыщенного раствора.

Пересыщенный раствор – это раствор, в котором растворяемого вещества содержится больше, чем в насыщенном при данной температуре.

Растворимостью называют способность одного вещества растворятся в другом. Количественно растворимость твердых веществ и жидкостей определяется коэффициентом растворимости. Коэффициент растворимости выражается массой вещества, растворяющегося при данных условиях в 100 г растворителя с образованием насыщенного раствора. Обычно вещество считают растворимым (р), если величина коэффициента растворимости превышает 1. При коэффициенте растворимости от 1 до 0,01 вещество мало растворимо (м). При коэффициенте растворимости менее 0,01 вещество практически нерастворимо (н).

Растворение веществ часто сопровождается выделением или поглощением теплоты. Что является следствием химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем. Этот процесс называется гидратацией, если растворитель – вода, или сольватацией, если взят неводный растворитель. При этом образуются соединения, который соответственно называются гидратами и сольватами.

Гидраты, как правило, не стойкие вещества. Но некоторые из них настолько прочны, что вода входит в состав кристаллов растворенного вещества. Такие вещества называются кристаллогидратами, а содержащаяся в них вода называется кристаллизационной.

Состав кристаллогидрата изображается формулой, которая показывает какое количество кристаллизационной воды содержится в кристаллогидрате:

• медный купорос (кристаллогидрат сульфата меди) – CuSO₄·5H₂O;

• глауберова соль (кристаллогидрат сульфата натрия) – Na₂SO₄·10H₂O.