Хімічна кінетика

Мета роботи - вивчення впливу концентрації реагуючих речовин на швидкість хімічної реакції.

Загальні вказівки

При виконанні даної роботи необхідно знати, що швидкість хімічної реакції визначається зміною концентрацій речовин, які вступають в реакцію або утворюються в результаті реакції, за одиницю часу в одиниці об’єму для гомогенних реакцій або на одиниці поверхні поділу фаз в гетерогенних реакціях. Знайдена таким чином швидкість є середньою швидкістю реакції за певний проміжок часу:

,

де и - концентрації будь-якої з речовин у моменти часу .

Необхідно пам’ятати, що швидкість хімічних реакцій залежить від природи взаємодіючих речовин і від умов проведення реакцій, насамперед від концентрації реагуючих речовин і температури.

Залежність швидкості хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин виражається законом дії мас: швидкість хімічної реакції за сталої температури прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин у степенях, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам.

У загальному вигляді для реакції

аА + вВ + ... → ...

закон дії мас має вигляд:

де і - концентрації взаємодіючих речовин;

- константа швидкості, що залежить від природи взаємодіючих речовин, температури, каталізатора, але не залежить від концентрації речовин.

Порядок виконання роботи

Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин вивчають на прикладі взаємодії тіосульфату натрію з сірчаною кислотою:

Ознакою реакції є помутніння розчину внаслідок виділення сірки.

Необхідно приготувати розчини тіосульфату натрію різних концентрацій. Для цього в чотири великі пробірки налити послідовно за допомогою бюретки: в першу пробірку 5 мл розчину тіосульфату натрію і 15 мл дистильованої води, в другу – 10 мл тіосульфату натрію і 10 мл дистильованої води, в третю – 15 мл тіосульфату натрію і 5 мл води, в четверту – 20 мл тіосульфату натрію.

У чотири маленькі пробірки налити по 5 мл сірчаної кислоти і прилити кислоту по черзі в пробірки з розчином тіосульфату натрію. Ретельно перемішати. Відзначити, через скільки секунд після перемішування почнеться помутніння в кожній пробірці.

Оформлення результатів роботи

Результати спостережень записати в таблицю:

Номер пробір-ки	Об’єм , мл			Відносна концентрація	Об’єм , мл	Час появи муті, с	Відносна швидкість реакції 1/
			суміші

Розрахувати швидкість реакції в умовних одиницях (1/). Побудувати графік залежності швидкості реакції від концентрації тіосульфату натрію, відкладаючи на осі абсцис концентрацію, а на осі ординат – швидкість реакції в умовних одиницях. На основі графіка зробити висновок про залежність швидкості реакції від концентрації. Написати рівняння реакції і математичний вираз закону дії мас.

Питання для самоперевірки

1. Чим вимірюється швидкість хімічної реакції?

2. Від яких факторів залежить швидкість хімічних реакцій?

3. Який закон виражає залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин? Сформулювати цей закон.

4. Що таке константа швидкості реакції?

Лабораторна робота № 5