7. Ориентировочная основа действия (одд) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время.
Лабораторная работа «Изучение влияния различных факторов на скорость химической реакции».
Цель работы: на практике познакомиться с закономерностями изменения скоростей химических реакций в зависимости от основных факторов (концентрации, температуры).
Приборы и реактивы: штатив для пробирок, пробирки на 10 мл., пипетки на, водяная баня, стакан (100 мл.), термометр; раствор тиосульфата натрия (Na2S2O3) с С(Na2S2O3)=0,1 моль/л., раствор серной кислоты (H2SO4) с С(H2SO4)=1,0 моль/л., дистиллированная вода.
Методика выполнения эксперимента.
Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации
В трех пробирках приготовьте три раствора тиосульфата натрия различной концентрации в соответствии с таблицей 1. В каждую пробирку последовательно добавьте по одной капле серной кислоты и определите время течения реакции (до появления заметной опалесценции раствора (помутнения)).
При этом протекает следующая реакция:
Na2S2O3+ H2SO4 S+ SO2+ Na2SO4+ H2O
Определите относительную скорость реакции () как 1/, занесите результаты измерения в таблицу 1.
Таблица 1.
№ пробирки |
Na2S2O3 число капель |
H2O число капель |
H2SO4 число капель |
Общее количество капель |
Время реакции , с |
Скорость реакции =1/, с-1 |
1 |
4 |
8 |
1 |
13 |
|
|
2 |
8 |
4 |
1 |
13 |
|
|
3 |
12 |
0 |
1 |
13 |
|
|
Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры
С использованием водяной бани повторите опыт 1 (см. табл. 1, пробирка 1) при температурах на 10 и 20 0С выше первоначальной. Результаты занесите в таблицу 2.
Таблица 2.
№ пробирки |
Т,0 С |
Т,К |
Время реакции , с |
Скорость реакции =1/, с-1 |
In |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Обработка экспериментальных данных:
Группа 1: Определяет энергию активации графическим способом.
1. По экспериментальным данным постройте график зависимости In от 1/Т.
2. Определите энергию активации, используя график зависимости скорости реакции от температуры.
Энергия активации определяется по тангенсу угла наклона прямой:
Ea=R b/a, где b- отрезок, отсекаемый экспериментальной прямой на оси ординат, a- отрезок, отсекаемый экспериментальной прямой на оси абсцисс (рис.1).
Рис.1 График зависимости скорости реакции от температуры
Группа 2: Определяет энергию активации способом расчета.
1. Рассчитайте энергию активации EA по формулам:
где T1, T2, T3, 1, 2, 3 - значения двух пар соседних точек.
2. Рассчитайте среднее значение энергии активации по формуле:
Полученные результаты группой 1 и группой 2 сравните.