Лабораторная работа № 2

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Цель работы: изучение зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, температуры и катализатора.

Важнейшие понятия:гомогенные и гетерогенные реакции, скорость химической реакции, закон действующих масс для гомогенных и гетерогенных реакций, зависимость скорости химической реакции от температуры, энергия активации, катализатор и каталитические реакции, обратимые и необратимые реакции, химическое равновесие, смещение равновесия.

Следует уметь:записывать закон действующих масс для гомогенной и гетерогенной реакции, рассчитывать скорость химической реакции в начальный момент и когда прореагировала часть веществ; определять изменение скорости реакции при изменении концентрации вещества и температуры, рассчитывать энергию активации; записывать выражение константы равновесия, определять направления смещения равновесия, используя принцип Ле Шателье.

Экспериментальная часть

Исследования проводят на примере реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой, которая протекает по уравнению:

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

Признаком протекания реакции является помутнение раствора вследствие выпадения серы.

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Используя две бюретки с 0,1 М раствором Na₂S₂O₃и водой, приготовьте растворы тиосульфата натрия разной концентрации.

№1: 1 мл тиосульфата натрия + 3 мл воды;

№2: 2 мл тиосульфата натрия + 2 мл воды;

№3: 3 мл тиосульфата натрия + 1 мл воды;

Из третьей бюретки в пробирку №1 добавьте 2 мл 2 н серной кислоты H₂SO₄и измерьте время в секундах от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения раствора. То же самое проделайте с пробирками №2 и №3. Результаты занесите в таблицу 2.1.

Рассчитайте V_практ. для второго и третьего случая, из соотношения=,

где V₁–cкорость реакции в пробирке №1 (V₁= 1)

V₂–cкорость реакции в пробирке №2,

t₁ – время до помутнения в пробирке №1,

t₂ – время до помутнения в пробирке №2.

Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ при данных условиях.

Опыт 2. Зависимость скорости химической реакции от температуры.

В одну пробирку внесите 3 мл 0,1 М раствора тиосульфата натрия Na₂S₂O₃, а в другую пробирку – 3 мл 2 н серной кислотыH₂SO₄и измерьте время от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения раствора.

Второй и третий опыты проведите аналогично первому, но при температуре соответственно на 10 и 20⁰выше комнатной. Для этого пробирки с растворами выдержите в стакане с водой соответствующей температуры 5 минут, затем смешайте. Температуру в стакане контролируйте с помощью термометра. Отметьте время от начала опыта до момента помутнения. Результаты опыта занесите в таблицу 2.2.

Рассчитайте скорость реакции по формулам, приведенным в первом опыте.

Рассчитайте средний температурный коэффициент реакции:

γ_ср.= (γ₁+ γ₂)/2, если γ₁=, а γ₂=.

Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

Опыт 3. Влияние катализатора на скорость химической реакции.

Внесите в пробирку 10 капель пероксида водорода и наблюдайте процесс разложения пероксида водорода (медленное выделение пузырьков газа):

2Н₂О₂→ 2Н₂О + О₂

Добавьте к раствору пероксида водорода несколько кристалликов диоксида марганца. К отверстию поднесите тлеющую лучинку. Какую роль играет диоксид марганца в этой реакции?

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ