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

Исследования проводят с помощью реакции взаимодействия тиосульфата натрия с сульфатной кислотой:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄  S + Na₂SO₄ + SO₂ ↑+ H₂O

В данном и следующем опытах измеряется не скорость реакции, а величина, ей обратно пропорциональная, - промежуток времени между началом реакции и ее видимым результатом (помутнение раствора за счет выделения серы). Если указанный промежуток времени обозначить через (), то скорость реакции υ=1/.

Приготовьте и пронумеруйте 4 одинаковых пробирки и три бюретки для точного отмеривания растворов тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃), сульфатной кислоты и дистиллированной воды. В пробирку 1 налейте с помощью соответствующих бюреток 2 см³ Na₂S₂O₃ и 4см³ дистиллированной воды. В пробирки 2, 3, 4 налейте соответственно по 3, 4, 6 см³ Na₂S₂O₃ и 3, 2, 0 см³ воды. Все пробирки поместите в штатив. В сухую пробирку отмерьте с помощью бюретки 6 см³ сульфатной кислоты и, включив секундомер, быстро перелейте ее в пробирку 1.

Внимательно наблюдайте за раствором в пробирке, отметьте время (число секунд- ₁) от момента сливания растворов Na₂S₂O₃ и H₂SO₄ до появления помутнения.

Аналогичные измерения проделайте для пробирок 2, 3, 4, приливая в каждую из них по 6 см³ H₂SO₄ и отмечая с помощью секундомера промежуток времени (₂, ₃, ₄) от момента сливания растворов до появления мути в соответствующих пробирках.

Данные опыта занесите в таблицу 1.

Используя полученные результаты, начертите график зависимости скорости (υ) изучаемой реакции от концентрации тиосульфата натрия (С). На оси абсцисс отложите в определенном масштабе относительную концентрацию тиосульфата натрия (С, 1,5С, 2С, 3С). На оси ординат - соответствующую скорость в условных единицах (υ ₁, υ ₂, υ ₃, υ ₄).

Таблица 1.

№ пробирки	Объем раствора Na2S2O3, см3	Объем Н2О, см3	Относительная концентрация Na2S2O3, усл. ед.	Время в секундах ()	Скорость реакции в усл. ед. υ =1/.
1	2	4	С
2	3	3	1,5С
3	4	2	2С
4	6	0	3С

Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Совпадает ли Ваш вывод с законом действия масс?

Опыт 2. Влияние температуры на скорость гомогенной химической реакции.

Исследование проводят с помощью реакции, описанной в предыдущем опыте.

Приготовьте 8 пробирок, 4 из них пронумеруйте, сделав соответствующие надписи (1, 2, 3, 4) в верхней части пробирки специальным карандашом по стеклу.

В пронумерованные пробирки отберите с помощью бюреток по 4 см³ Na₂S₂O₃, а в остальные 4 пробирки по 4 см³ раствора H₂SO₄.

Одну пробирку с раствором Na₂S₂O₃ и одну пробирку с раствором H₂SO₄ поместите в химический стакан, заполненный водой с температурой 10-15⁰С на 5-7 минут. Отметьте температуру воды в стакане (она равна температуре растворов в пробирках), включите секундомер и одновременно быстро влейте сульфатную кислоту в пробирку 1 с раствором Na₂S₂O₃. Внимательно следите за изменениями в пробирке. В момент появления мути выключите секундомер и запишите промежуток времени (₁) в секундах от начала реакции до появления мути или опалесценции.

Следующую пару пробирок (вторую)- одну с H₂SO₄ и одну с раствором Na₂S₂O₃ - перенесите в стакан с водой, температура которой 20-25⁰С. С помощью термометра следите за измерением температуры воды в стакане. Через несколько минут слейте растворы и определите с помощью секундомера время ₂.

Следующую пару пробирок- третью (одну с H₂SO₄ и одну с раствором Na₂S₂O₃) - перенесите в стакан с водой, температура которой 30-35⁰С. С помощью термометра следите за измерением температуры воды в стакане. Через несколько минут слейте растворы и определите с помощью секундомера время ₃.

Четвертое измерение сделайте при температуре 40-45⁰С.

Во время проведения опыта температура воды в стакане должна оставаться постоянной (допустимое отклонение 0,5⁰С).

Данные опыта занесите в таблицу:

№ пробирки	Температура опыта, t 0С	Время , секунды	Скорость реакции в усл. ед. υ =1/.
1
2
3
4

Используя полученные результаты, начертите график зависимости скорости (υ) изучаемой реакции от температуры. На оси абсцисс отложите температуру опыта (t₁, t₂, t₃, t₄), на оси ординат - соответствующую скорость в условных единицах (υ ₁, υ ₂, υ ₃, υ ₄).

Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.