Лабораторна робота №3

Тема:	Швидкість хімічної реакції.
Мета:	Визначити дослідним шляхом залежність швидкості хімічної реакції від концентрації та температури. Перевірка правила Вант-Гоффа.
Реактиви:
	Розчини:	Натрій тіосульфат;
		Сульфатна (сірчана) кислота;
Обладнання:	бюретка, секундомір, водяна баня, крапельниця, хімічний штатив з пробірками.

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

Розділ хімії, що займається визначенням швидкостей хімічних реакцій та механізмів їх перебігу, називається хімічною кінетикою. Швидкість хімічної реакції пов’язана із зміною кількості речовини за одиницю часу. При цьому потрібно розрізняти швидкість гомогенної і гетерогенної реакцій, а також запам’ятати, що розмірність швидкості хімічної реакції – моль/(л.с).

Принципова можливість довільного протікання реакцій визначається обов’язковою, але не завжди достатньою термодинамічною умовою ∆G_P,T<0 або ∆S_P,T>0. Швидкість хімічних процесів залежить від багатьох факторів, до яких належить природа речовин, концентрація (для газів – тиск) реагентів, температура та дія каталізаторів.

Залежність швидкості процесу від температури описується рівнянням

lgк = - E_АКТ/Т + const

Тобто чим більша E_АКТ, тим меньша швидкість реакції й тим більшою мірою змінюється швидкість залежно від температури. Іноді користуються простим наближеним правилом Вант-Гоффа:

де γ – температурний коефіцієнт реакції, який показує, у скількі разів збільшується швидкість реакції з підвищенням температури на кожні 10 ⁰С.

У подальшому необхідно вивчити поняття “каталіз”, “каталізатори”, “механізм дії каталізаторів”, з’ясувати різницю між гомогенним та гетерогенним каталізом. Важливо мати уявлення про інгібітори – сповільнювачі швидкості хімічної реакції.

1.2 Проведення дослідів

Дослід 1. Вплив концентрації на швидкість хімічної реакції.

а) Відміряти в одну пробірку 15 крапель 0,1 М розчину Na₂S₂O₃ в другу 10 крапель і третю 5 крапель розчину Na₂S₂O₃.

б) У першу не додавати води у другу 5 крапель води і у третю 10 крапель води.

в) Взяти першу пробірку і додати 1 краплю сульфатної кислоти вмикаючи в момент додавання секундомір. Пробірки енергійно стряхнути. Записати час, що пройшов від моменту зливання розчинів до появи опалесценції. Теж саме проробити з другими пробірками

г) Одержані результати занести у таблицю №1

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑ + S↓

Таблиця №1

А) Хімічна реакція зі зміною концентрації

N	концентрація Na2S2O3	Кількість Na2S2O3	Кількість H2 O	Кількість H2 SO4	Кімнатна t 0С	Час початку опалесценції с.	відносна швидкість реакції
1 2 3	М 0,15 М 0,15 М 0,15	15 10 5	- 5 10	1 1 1

Дослід 2. Вплив температури на швидкість хімічної реакції.

а) Взяти дві пробірки і відміряти по 10 крапель натрій тіосульфату і додати по 5 крапель води.

б) Помістити обидві пробірки в склянки з гарячою водою і нагріти розчини у пробірках: першу на 10 градусів Цельсію в порівнянні з початковою температурою, а другу ще на 10 градусів Цельсію в порівнянні з першою.

в) Додати по одній краплі розчину сульфатної кислоти в пробірку з тіосульфатом не виймаючи з води та ввімкнути секундомір і заміряти час початку опалесценції

г) Одержані результати занести у таблицю №2

Б) Хімічна реакція зі зміною температури

N	концентрація Na2S2O3	кількість Na2S2O3	кількість H2 O	Кількість H2 SO4	кімнатна t 0С	Час початку опалесценції с.	відносна швидкість реакції	температурний коеф.
1 2 3	М 0,15 М 0,15 М 0,15	10 10 10	5 5 5	1 1 1

Обробка результатів досліду :

1. Розрахувати відносні швидкості реакцій і зробити висновок про вплив зміни концентрації на швидкість хімічної реакції.

2. Вичислити температурний коефіцієнт і зробити висновок відносно впливу температури на швидкість хімічної реакції. Формула для розрахунку швидкості хім. реакції:

де c - час початку опалесценції;

Формула для розрахунку температурного коефіцієнта:

де Vп - швидкість реакції при нагріванні на 10 градусів

а Vк - швидкість реакції при кімнатній температурі

Контрольні питання:

1. Які умови потрібні для початку хімічної реакції?

2. Що таке енергія активації?

3. Дати визначення швидкості хімічної реакції для гомогенних і гетерогенних процесів.

4. Сформулювати закон діючих мас.

5. Залежність швидкості хімічної реакції від температури, тиску, концентрації.

6. Що таке константа швидкості хімічної реакції? Від яких чинників залежить константа?

7. Що таке каталіз (гомогенний, гетерогенний)?

8. Що таке інгібітори?

9. Вимоги до промислових каталізаторів.