Экспериментальная часть.

ОПЫТ 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов.

В опыте исследуется реакция между растворами тиосульфата натрия и серной кислоты:

Na₂S₂O₃ + 2 H₂SO₄ = 2 NaHSO₄ + H₂SO₃ + S 

Реакция протекает в две стадии:

( 1 ) Na₂S₂O₃ + 2 H₂SO₄ = 2 NaHSO₄ + H₂S₂O₃ ( быстрая )

( 2 ) H₂S₂O₃ = H₂SO₃ + S  ( медленная )

Сера, образующаяся в результате реакции, вызывает опалесценцию и дальнейшее помутнение раствора, поэтому о скорости протекания реакции можно судить, визуально фиксируя момент потери прозрачности раствора.

Выполнение опыта: в трех пробирках приготовьте растворы тиосульфата натрия различной концентрации, для этого внесите в пробирку №1 - 4 капли раствора тиосульфата натрия и 8 капель воды, в пробирку №2 - 8 капель раствора тиосульфата натрия и 4 капли воды, в пробирку №3 - 12 капель раствора тиосульфата натрия. Пробирки слегка встряхните. Таким образом, при одинаковых объемах растворов концентрация тиосульфата натрия в пробирках будет в отношении 1 : 2 : 3.

В пробирку №1 добавьте одну каплю раствора серной кислоты и одновременно включите секундомер. Пробирку встряхните для перемешивания раствора. Измерьте время от момента добавления кислоты до появления опалесценции.

Опыт повторите с пробирками №2 и №3 , добавляя по одной капле серной кислоты и определяя время протекания реакции до одинаковой степени помутнения раствора.

Данные опыта занесите в таблицу:

№ про- бирки	Объем Na2S2O3	Объем H2O	Объем H2SO4	Относит. конц-ия H2S2O3	Время протекания реакции t,с	Условная скорость v = 100/t
1	4	8	1	1
2	8	4	1	2
3	12	-	1	3

1. Постройте график зависимости условной скорости реакции ( v ) от относительной концентрации раствора тиосерной кислоты.

2. Напишите кинетическое уравнение реакции.

3. Сделайте вывод о соответствии полученной графической зависимости кинетическому уравнению:

V

1 2 3 C

ОПЫТ 2. Влияние температуры на скорость реакции.

В опыте используется реакция между растворами тиосульфата натрия и серной кислоты ( см. опыт 1 ).

Выполнение опыта: в три пробирки налейте по 1 мл раствора тиосульфата натрия, в другие три пробирки - по 1 мл раствора серной кислоты. Каждую пару пробирок ( тиосульфат - кислота ) поместите в водяные бани : первую - при комнатной температуре, вторую - при температуре на

10 С выше комнатной, третью - при температуре на 20 С выше комнатной.

Через 5 -10 мин. слейте содержимое каждой пары пробирок и по секундомеру определите время протекания реакции по появлению опалесценции.

Результаты опыта занесите в таблицу:

№ опыта	Температура, С	Время реакции, с	v = 100/t		Eакт, кДж/моль
1
2
3

1. Запишите выражение правила Вант - Гоффа.

2. По полученным данным рассчитайте два значения температурного коэффициента реакции и его среднее значение.

3. Для каждого значения температурного коэффициента рассчитайте энергию активации реакции, а также ее среднее значение.

4. Все данные занесите в таблицу.

5. Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость реакции.

ОПЫТ 3. Влияние катализаторов на скорость реакции.

В опыте исследуется реакция разложения пероксида водорода в присутствии катализаторов- раствора хромата калия K₂CrO₄ и твердого диоксида марганца MnO₂. Скорость реакции оценивается по интенсивности выделения кислорода, который обнаруживается с помощью тлеющей лучинки.

Выполнение опыта: в две пробирки налейте по 10 капель раствора Н₂О₂. К отверстию одной из них поднесите тлеющую лучинку. Происходит ли выделение кислорода?

Повторите опыт, добавив в первую пробирку несколько капель раствора хромата калия, в другую - несколько кристаллов диоксида марганца.

1) Отметьте признаки протекания реакции.

2) Напишите уравнение реакции разложения пероксида водорода:

3)Сделайте выводы:

а) как влияют хромат калия и диоксид марганца на скорость рассматриваемой реакции,

б) в каком случае катализ является гомогенным, в каком – гетерогенным,

в) почему в одном случае в ходе реакции изменяется окраска раствора,

г) на основе каких наблюдений можно сделать вывод о том, что катализатор в процессе реакции не расходуется,

д) как изменяется энергия активации реакции в присутствии катализатора.

ОПЫТ 4. Влияние величины межфазной поверхности на скорость гетерогенной реакции.

В опыте используется реакция CaCO_3(т) + 2 HCl_(р) = CaCl_2(р) + H₂O_(ж) + CO_2(г) ,

протекающая на поверхности твердого карбоната кальция, взятого в компактном и измельченном виде.

Выполнение опыта: возьмите два небольших кусочка мела (  0,5 г ). Один из кусочков поместите в пробирку, другой разотрите в ступке и получившийся порошок поместите в другую пробирку. В обе пробирки одновременно внесите по 5 мл соляной кислоты. Отметьте время растворения мела в каждом случае:

1) Напишите кинетическое уравнение реакции .

2) Сделайте вывод о влиянии степени измельчения твердых веществ ( величины межфазной поверхности ) на скорость гетерогенной реакции.

Вариант теста ( правильные ответы выделены ).

1. Скорость химической реакции: 3H₂(г) + N₂ (г) = 2NH₃(г) выражается уравнением:

1. v = k C³ _{H 2} C_{N 2} 2) v = k C_{H 2} C_N2 3) v = k C_{NH 3} 4) v = k C²_{H 2} C² _{N 2}