Порядок выполнения работы
Опыт 1 Гетерогенный катализ.
б) Пробирку до 1/3 объема наполнить серной кислотой, затем, прилить еще 1/3 объема пробирки раствора перманганата калия KmnO4. Полученную смесь перемешать и разлить по трем пробиркам поровну. В каждую из трех пробирок опустить по кусочку гранулированного цинка. В первую пробирку прибавить несколько кристалликов KNO3, во вторую - в 2-3 раза большее количество KNO3; третью пробирку оставить для сравнения.
Сопоставьте скорости обесцвечивания растворов во всех трех пробирках и сделайте вывод о влиянии количества катализатора на скорость процесса. Запишите уравнение реакции и выражение для скорости реакции.
Опыт 2. Гомогенный катализ. В предыдущем опыте реакцию разложения пероксида водорода ускоряли гетерогенным катализатором - твердым оксидом марганца MnO2 . Эта же реакция ускоряется при помощи гомогенного катализатора - комплексного иона - тетра - аммиаката меди [Cu(NH3)4]2+. Этот катализатор является комплексным, поэтому предварительно необходимо исследовать влияние составляющих его компонентов - иона меди и аммиака. С этой целью в одну пробирку нужно налить 2 мл раствора CuSO4 и 0,5 мл H2O2, во вторую - 2 мл водного раствора аммиака и 0,5 мл H2O2. Наблюдать образование мелких пузырьков водорода в результате слабого каталитического действия составляющих комплексное соединение компонентов.
В третью пробирку прилить 2 мл раствора CuSO4 и добавить водного раствора аммиака до появления комплексного соединения темно-синего цвета:
[Cu(NH3)4]SO4
К полученному раствору катализатора прилить .2 мл З% - ного H2O2. Сравнить скорость разложения пероксида во всех трех пробирках и сделать заключение о влиянии катализатора. Прилить раствор катализатора из третьей пробирки в первую и вторую. Убедиться, расходуется ли катализатор в процессе реакции.
Ответ: отдельные компоненты составного катализатора мало влияют на ход реакции. Однако составленный катализатор заметно ускоряет течение реакции. В ходе реакции катализатор не расходуется.
Опыт 3. Сдвиг химического равновесия в гомогенной системе.
Смешать в пробирке примерно по 5 мл разбавленных растворов хлорида железа (Ш) и роданистого аммония. Полученный раствор разлить в четыре пробирки поровну.
В первую пробирку из маленькой склянки добавить 2-3 капли роданистого аммония. Изменение цвета отметить.
Во вторую пробирку из другой маленькой склянки прилить немного концентрированного раствора хлорида железа (Ш). Отметить изменение цвета
В третью пробирку всыпать немного кристаллического хлорида аммония и энергично встряхнуть. Отметить изменение цвета.
В рассматриваемом процессе интенсивно окрашенным веществом является роданид железа. Поэтому усиление или ослабление цвета . всего раствора связано непосредственно с увеличением или уменьшением концентрации этого вещества.
Сделать вывод о влиянии добавок на смещение равновесия в исследуемой системе в сторону продуктов реакции или в сторону исходных веществ. Желтоватая окраска хлорида железа решающего влияния на цвет раствора не имеет, так как "маскируется" более интенсивной окраской роданида железа.
Химическое равновесие означает равенство скоростей прямой и обратной реакций. Это условие является основным для химического кинетического равновесия, о котором можно судить, если сравнивать цвет растворов в трех пробирках о окраской раствора в четвертой пробирке (контрольной).
Написать выражение для константы химического равновесия. Связать полученные результаты с принципом Ле-Шателье и законом действующих масс.
По принципу Ле-Шателье с повышением концентрации Fe и CnS равновесие смещается в сторону Fe(CnS)3 и NH3Cl, из-за чего раствор приобретает темно-красный цвет, а при добавлении других реактивов, по закону действующих масс, раствор меняет свой цвет от темно-красного до светло-красного.