- •Предисловие
- •Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ Подготовка к выполнению лабораторной работы
- •Выполнение лабораторной работы на занятии
- •Оформление работы
- •Защита лабораторной работы
- •Техника безопасности в химической лаборатории
- •Общие правила поведения в лаборатории
- •Правила работы с химическими реактивами
- •Работа со стеклянной посудой и приборами
- •Работа с ртутными термометрами
- •Техника безопасности при работе с электроприборами
- •Основные правила противопожарной безопасности
- •Химическая посуда
- •Лабораторные работы Работа 1 приготовление растворов. Титриметрический анализ
- •1. Общие понятия
- •2. Способы выражения концентрации растворов
- •3. Титриметрический анализ
- •3.1. Сущность титриметрического метода анализа
- •3.2. Классификация титриметрических методов
- •3.3. Вычисления в титриметрии
- •3.4. Растворы, применяемые в титриметрии. Приготовление стандартных растворов
- •3.5. Аппаратура и техника выполнения титриметрического анализа
- •Выполнение работы. Опыт №1. Приготовление раствора заданной процентной концентрации.
- •Требуется приготовить 100 г раствора заданной процентной концентрации определенного вещества и воды (концентрацию и вещество указывает преподаватель).
- •Рассчитывают, какая масса вещества требуется для приготовления 250 мл раствора указанной концентрации. При расчетах учитывают, что щелочи, как правило, содержат 96–98% основного вещества.
- •3.2. Определение концентрации раствора щелочи
- •Определение теплоты реакции нейтрализации
- •Проведение калориметрических измерений
- •Выполнение работы.
- •Обработка результатов.
- •Термометр Бекмана и работа с ним
- •Химия биогенных s- и p- элементов. Их биологическая роль и применение в медицине
- •Химия биогенных d- элементов. Их биологическая роль и применение в медицине
- •Работа 5 осмос
- •Измерение рН растворов потенциометрическим методом. Потенциометрическое титрование
- •Измерение рН
- •Подготовка прибора эв-74 к работе (Иономер эв-74)
- •Результаты потенциометрического титрования
- •Работа 7 определение константы скорости химической реакции
- •Кинетические уравнения реакций первого, второго и нулевого порядка
- •Работа 8 адсорбция уксусной кислоты на поверхности активированного угля
- •Работа 9 получение золя гидроксида железа (III). Коагуляция
- •Работа 10 электрические свойства коллоидных систем
- •Определение знака заряда коллоидных частиц методом капиллярного анализа
- •Выполнение опыта.
- •Электрофорез золя гидроксида железа. Определение знака заряда и величины дзета-потенциала
- •Выполнение работы.
- •Обработка результатов.
- •Задачи для подготовки к семинарским занятиям и контрольным работам
- •Тестовые задания для самоконтроля
Кинетические уравнения реакций первого, второго и нулевого порядка
Порядок реакции |
Кинетическое уравнение |
Единица измерения константы скорости |
Зависимость концентрации от времени |
Период полураспада |
1 |
с-1 |
или |
||
2 |
лмоль-1с-1 |
|||
0 |
мольл-1с-1 |
Изучаемая в данной работе реакция окисления иодид-ионов пероксидом водорода в водном растворе в кислой среде протекает по уравнению:
H2O2 + 2I– + 2H+ = I2 + 2H2O (1)
Механизм реакции сложный, включает несколько стадий. В целом в реакции участвуют три вида частиц, и в реакционной смеси могут изменяться концентрации всех этих частиц, влияя на скорость реакции. При избытке кислоты (ионов H+) концентрация [H+] может считаться постоянной. Концентрацию иодид-ионов [I–] можно поддерживать постоянной. Для этого в ходе опыта к реакционной смеси периодически добавляют одинаковые количества тиосульфата натрия Na2S2O3. Тиосульфат реагирует с выделяющимся при реакции (1) иодом по уравнению
I2 + 2S2O32– = 2I– + S4O62– (2)
Таким образом, пероксид водорода расходуется в реакции, а концентрация иодид-ионов остается практически постоянной. Кинетическое уравнение реакции окисления
,
где есть величина постоянная при соблюдении вышеуказанных условий, n – порядок реакции по I–. kэксп – экспериментально наблюдаемая константа скорости реакции первого порядка по пероксиду водорода.
Цель работы.
Определить константу скорости реакции окисления иодид-ионов пероксидом водорода в кислой среде.
Реактивы.
-
Серная кислота H2SO4, раствор 2н.
-
Перекись водорода H2O2, раствора 0,05 н.
-
Тиосульфат натрия Na2S2O3, раствора 0,05 н.
-
Иодид калия KI, раствор 0,4 %-ный (либо другой концентрации, по указанию преподавателя)
-
Крахмал, раствор 0,5 %-ный (индикатор).
-
Молибдата аммония (NH4)2MoO4 (катализатор), раствор.
Оборудование и посуда.
-
Коническая колба на 250 мл.
-
Пипетки на 100 мл, 10 мл, 5 мл.
-
Бюретка 25 мл.
-
Секундомер.
-
Термометр.
Выполнение работы.
-
В коническую колбу наливают пипеткой (мерной колбой) 100 мл раствора KI и пипеткой 5 мл раствора H2SO4.
-
Бюретку заполняют раствором тиосульфата натрия. В течение опыта раствор тиосульфата в бюретку больше не добавляют!
-
В колбу с подкисленным раствором иодида из бюретки добавляют точно 1 мл раствора тиосульфата. Приливают 5 капель раствора крахмала.
-
В эту же колбу наливают пипеткой 10 мл пероксида водорода, тщательно перемешивают и ставят под бюретку с тиосульфатом.
-
В момент окрашивания реакционной смеси в синий цвет включают секундомер. Немедленно добавляют еще 1 мл тиосульфата и перемешивают, окраска раствора исчезает.
-
Отмечают момент следующего окрашивания раствора (секундомер не выключать!), сразу добавляют следующий мл раствора тиосульфата. Записывают время появления окрашивания по секундомеру.
-
Продолжают наблюдение, производят 6-7 таких отсчетов по секундомеру, соответствующих окрашиванию реакционной смеси, каждый раз приливая по 1 мл раствора тиосульфата.
-
Затем добавляют 3-5 капель раствора молибдата аммония в качестве катализатора. Реакция проходит до конца, т.е. весь пероксид водорода вступает в нее. Выделившийся при этом иод оттитровывают тиосульфатом до исчезновения окраски. Записывают окончательный (общий) объем тиосульфата V0. Общее количество Na2S2O3 эквивалентно начальному количеству H2O2.
-
По ходу опыта результаты измерений заносят в таблицу.
Таблица
Объем раствора Vt Na2S2O3, вступившего в реакцию к моменту времени t, мл |
Момент появления окраски, t |
||
По секундомеру, мин. сек. |
Перевод в секунды |
||
1 |
0 |
0 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
V0 |
|
|
Условия проведения опыта: t = C
Концентрация KI С(KI), моль/л
Обработка результатов.
-
Рассчитывают константу скорости изучаемой реакции по формуле, приводят три значащих цифры.
-
Рассчитывают среднее значение К по данным таблицы и указывают его в выводе.
Контрольные вопросы и задания.
-
Дайте определение скорости химической реакции. В каких единицах может измеряться скорость химической реакции?
-
Какие факторы влияют на скорость химической реакции?
-
Запишите выражение закона действующих масс. Что называется порядком реакции?
-
Запишите кинетическое уравнение реакции первого порядка. Как экспериментально можно определить константу скорости реакции первого порядка?
-
Что называется временем полупревращения (периодом полураспада)?