Laba_2_скорость хим реакций

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра общей химии

Отчет

по лабораторной работе №2

«Исследования скорости химических реакций химического равновесия»

Выполнил: студент группы ЭРБ-16 Емельянов Е.А.

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Проверил: доцент Кужаева А. А.

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2016

Цель работы: изучить зависимость скорости реакций от концентрации реагентов и температуры, а также ознакомиться с влиянием концентрации реагентов на химическое равновесие.

Ход работы:

Опыт 1 - Влияние концентрации тиосульфата натрия на скорость его разложения в кислой среде.

В сухие пробирки был внесен тиосульфат натрия и вода и перемешан (Таблица №1). В первые три пробирки добавил одну каплю серной кислоты, четвертая была оставлена, как контрольная. С помощью секундомера засек время реакции - от момента добавления кислоты до появления явной мути за счет образующейся серы - по сравнению с контрольной пробиркой №4.

+ → + + S↓ +

Таблица 1

Номер пробирки	Число капель
				Всего
1	6	7	0	13
2	4	8	1	13
3	8	4	1	13
4	12	0	1	13

Таблица 2

Номер пробирки	С( )	Время реакции τ, с
2	1	180
3	2	100
4	3	70

Таблица 3

Номер пробирки	С( )	ln = ln	Время реакции τ, с	Скорость реакции =1/τ,
2	1	0	180	0,006
3	2	0,693	100	0,01
4	3	1,10	70	0,014

Вывод по опыту 1: Скоростью реакции: чем больше тиосульфата в растворе, тем быстрее протекает реакция. Опыт показал, что есть зависимость между концентрацией тиосульфата натрия и скоростью реакции.

Опыт 2 - Влияние температуры на скорость реакции разложения тиосульфата натрия в кислой среде.

В одну пробирку было налито 10 капель н. раствора тиосульфата натрия, в другую - 10 капель 2н. раствора серной кислоты. Обе пробирки были помещены в химический стакан (термостат). Через 1,5 мин. кислоту быстро вылил в раствор тиосульфата натрия. Одновременно был включен секундомер и замечено время от начала реакции (слияния раствора и кислоты) до появления белой мути серы в пробирке.

Опыт был проведен еще дважды с повышением температуры на 10 К каждый раз соответственно.

Таблица 4

Номер пробирки	Температура, ̊С	Время реакции τ, с
1	30	43
2	39	35
3	50	27

Таблица 5

№ п/п	Температура Т, ̊К	Время реакции τ, с	Скорость реакции =1/τ,	γ	, кДж/моль
1	303	43	0,023	1,8	45,71
2	312	35	0,029
				1,67	42,846
3	323	27	0,037

Значение температурного коэффициента (коэффициента Вант-Гоффа) найдем по формуле = :

1). = = 1,26 2). = = 1,28 3). =

Значение энергии активации найдем по формуле = · :

= =20233 Дж/моль = 23,23 кДж/моль

= = 18547 Дж/моль = 18,55 кДж/моль

= 20,89 кДж/моль

Вывод по опыту 2: Температура, при которой протекает реакция влияет на скорость реакции: чем выше температура, тем быстрее протекает реакция.

Опыт 3 - Влияние поверхности раздела реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе.

Две порции мела помещены в пробирки. Одна целиком, вторая в виде порошка. В обе пробирки одновременно было добавлено 10 капель концентрированной соляной кислоты.

Ca + 2HCl = Ca + + ↑

Таблица 6

Номер пробирки	Состав системы	Время τ, с
1	Мел кусочком + HCl	240
2	Мел в порошке + HCl	60

Вывод по опыту 3: Скорость растворения мела в этих двух случаях различна, так как площадь взаимодействия кислоты с веществом в порошковом состоянии больше, чем в состоянии, когда мел является кусочком.

Опыт 4 - Влияние катализатора на скорость реакции.

В двух пробирках нахоидтся по 10 капель 0,5 н. раствора роданида аммония и по 1 капле 0,5 н. раствора хлорида железа (III). В одну из пробирок была добавлена 1 капля 1 н. раствора сульфата меди, а затем в обе пробирки было добавлено по 10 капель тиосульфата натрия.

Fe = Fe

Таблица 7

Номер пробирки	Состав системы	Время τ, с
1	10 капель , 0,5 н. 1 капля Fe , 0,5 н.	60
2	10 капель , 0,5 н. 1 капля Fe , 0,5 н. 1 капля Cu , 1 н.	10

Вывод по опыту 4: Катализатор (в данном случае это Cu ) увеличивает скорость протекания реакции.

Опыт 5 - Влияние концентрации реагентов на равновесие обратимой реакции между хлоридом железа (III) и тиоцианатом аммония.

В четыре пробирки было налито равное число капель 0,0025 н. растворов хлорида железа (III) и тиоцианата аммония. Первая пробирка - контрольная, оставлена без изменений, во вторую было добавлено несколько капель концентрированного раствора Fe в третью было добавлено несколько капель концентрированного раствора ; в четвертую на кончике шпателя был добавлен кристаллический хлорид аммония, после чего содержимое пробирки взболтал.

Fe = Fe + 3

Таблица 8

Номер пробирки	Состав системы	Добавленный реактив	Наблюдения
1	капель 0,0025 н. Fe капель 0,0025 н.	Нет	Изменений не произошло, цвет красный.
2		Fe	Потемнение раствора, смещение равновесия идет в сторону добавленного вещества.
3			Большее потемнение раствора, смещение равновесия идет в сторону добавленного вещества.
4			Осветление раствора, смещение равновесия идет в сторону исходных веществ.

Вывод по опыту 5: Концентрация реагирующих веществ влияет на химическое равновесие: при увеличении концентрации реагентов химическое равновесие смещается в сторону добавленных веществ, а также в сторону веществ, взаимодействующих в реакции при увеличении концентрации продуктов реакции.

Вывод: проделав данный опыт, я ознакомился с влиянием концентрации реагентов на химическое равновесие и зависимостью между скоростью протекания реакции и температурой, концентрацией реагентов.