Фотохимические реакции

Реакции, протекающие под воздействием светового излучения, называются фотохимическими, а раздел, изучающий фотохимические превращения, - фотохимией.

Основной закон фотохимии – закон квантовой эквивалентности ( А.Эйнштейн, 1912 г .): каждый поглощенный квант света вызывает изменение одной молекулы.

2. Экспериментальная часть

Цель работы: опытным путём изучить зависимость скорости химической реакции:

- от концентрации взаимодействующих веществ (закон действующи масс);

- от температуры;

- от поверхности раздела для гетерогенных химических реакций;

- от катализатора.

Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации

Приготовьте три раствора тиосульфата натрия различной концентрации; для этого налейте в три сосуда:

в первый – 15 капель раствора;

во второй – 10 капель раствора + 5 капель воды;

в третий – 5 капель раствора + 10 капель воды.

Затем в каждый стаканчик с раствором тиосульфата натрия быстро влейте по 5 капель раствора серной кислоты и одновременно фиксируйте время с начала соединения веществ до появления опалесценци.

Na₂S₂O₃+H₂SO₄→S+Na₂SO₄+SO₂+H₂O

Таблица 1 - Результаты опытов и предварительных расчетов

№ стакана	Количество реактива (капли)			Относительная концентрация Na2S2O3	Время появления опалесценции, С	Относительная скорость
	1н.р-р H2SO4	1н р-р Na2S2O3	H2O
1	5	15	-	3
2	5	10	5	2
3	5	5	10	1

Обработка результатов:

1. Напишите математическое выражение закона действующих масс для изучаемой реакции.

2. Постройте график зависимости =ƒ(c).

3. Запишите кинетическое уравнение.

4. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Налейте в одну пробирку 5 капель раствора тиосульфата натрия, а в другую – 5 капель серной кислоты. Обе пробирки поставьте в стакан с водой. Через 3-4 минуты измерьте температуру, запишите ее и слейте содержимое пробирок вместе, отмечая время от начала реакции до появления опалесценции.

В две другие пробирки влейте те же растворы и нагрейте на 10 ^оС выше той температуры, что была в предыдущем опыте, термостатируйте 3-4 минуты в стакане с водой.

Слейте вместе содержимое пробирок, отметьте время проведения опыта. Повторите опыт еще раз, повышая температуру на 10⁰С.

Таблица 2 – Отчетная таблица

№ опыта	Температура опыта, 0С	Время появления опалесценции, С	Относительная скорость реакции	Во сколько раз изменится скорость
1	2	3	4	5

Обработка результатов:

1)Постройте график зависимости скорости реакции от температуры.

2)Запишите уравнения, описывающие зависимость скорости химической реакции от температуры.

3)По результатам опыта вычислите температурный коэффициент скорости реакции.

4)Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

Опыт 3. Скорость реакции в гетерогенной системе

Налейте в 2 пробирки по 2 мл раствора HCl. Бросьте в одну пробирку маленький кусочек мела, а в другую – такое же количество измельченного мела. Проследите, в какой из пробирок реакция проходит быстрее.

CaCO₃+ 2HCl→ CaCl₂+H₂O+CO₂.

Обработка результатов:

1.Запишите кинетическое уравнение.

2. Сделайте обоснованный вывод от чего зависит скорость гетерогенной химической реакции.

Опыт 4. Влияние катализатора на скорость реакции

Разложение перекиси водорода при обыкновенной температуре идет медленно, реакцию можно ускорить путем введения катализатора MnO₂ :

2H₂O 2H₂O+O₂

Поднесите к отверстию пробирки тлеющую лучину. Опишите наблюдаемые явления. Проверьте, произошли ли какие – нибудь изменения с катализатором в результате химической реакции.

Обработка результатов:

1.Запишите кинетическое уравнение

2. Объясните почему происходит ускорение химической реакции в присутствии катализаторов.