Влияние температуры на скорость химической реакции.
Зависимость скорости химической реакции от температуры можно изучить на примере той же реакции взаимодействия тиосульфата натрия и серной кислоты.
Ход работы
В три пробирки налить по 3 мл раствора тиосульфата натрия, а в другие три – по 3 мл раствора серной кислоты.
Сгруппировать пробирки на 3 пары – по одной пробирке с Na2S2O3 и одной пробирке с H2SO4.
Поместить первую пару пробирок и термометр в стакан с холодной водой и через 2 минуты записать в таблицу показания термометра – Т1. Не вынимая пробирку с тиосульфатом из стакана с водой, прилить в нее серную кислоту и начать отсчет времени по секундомеру от момента сливания растворов до начала помутнения. Записать в таблицу время помутнения – t1.
Вторую пару пробирок и термометр поместить в стакан с водой, температура которой на 10 °С больше температуры в предыдущем случае (для этого в стакан добавить горячей воды), т.е. Т2 = Т1 + 10. Через 1-2 минуты проделать опыт так же, как и в первом случае. Записать в таблицу время помутнения – t2.
С третьей парой пробирок поступить аналогично, повысив температуру воды в стакане еще на 10 °С (Т3 = Т2 + 10). Записать в таблицу время помутнения – t3.
Примечание. Сразу после проведения опыта необходимо как можно скорее помыть пробирки, т.к. выделяющаяся сера осаждается на стенках пробирок и сильно загрязняет их.
Данные опыта записать в виде таблицы:
№ п/п |
Объем, мл |
Температура Т, K |
Время помутнения раствора t, с |
Относительная скорость υотн = \s\up 7(\x\bo(1, с-1 |
Температурный коэффициент γ |
Энергия активации Еа, Дж/моль |
|
Na2S2O3 |
H2SO4 |
||||||
1. |
3 |
3 |
Т1= |
t1= |
υ1= |
γ1= |
Еа1= |
2. |
3 |
3 |
Т2= |
t2= |
υ2= |
||
γ2= |
Еа2= |
||||||
3. |
3 |
3 |
Т3= |
t3= |
υ3= |
||
Запись результатов опыта:
Заполнить таблицу
С помощью правила Вант-Гоффа рассчитать значение γ1 и γ2
Вычислить значение γсред
Определить относительную погрешность вычислений П% :
П% = \s\up 7(\x\bo(γтеор - γпр·100%
учитывая, что для данной реакции значение γтеор = 2
Вычислить значения энергии активации данной реакции, используя данные таблицы :
Ea1 =
R T1 T2 lnγ1
;
Ea2 =
R T2 T3 lnγ2
R = 8,31 Дж/моль·К
T2-T1
T3-T2
Вычислить значение Еа (сред)
Построить график зависимости скорости химической реакции от температуры, откладывая на оси абсцисс температуру реакции, а на оси ординат – относительную скорость
На основании полученного графика сделать вывод о влиянии температуры на скорость реакции