2. Автокатализ

В две пробирки налейте по 2 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты, добавьте по нескольку капель разбавленной серной кислоты и раствора перманганата калия, а затем в одну из пробирок внесите несколько капель раствора сульфата марганца (II). В какой из пробирок обесцвечивание перманганата идет быстрее? Составьте уравнение. В чем роль сульфата марганца (II)? Какие реакции называются автокаталитическими?

4. Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ

Вам предлагаются литий и калий (в склянках под слоем керосина), кристаллизатор с водой, пинцет, скальпель, фильтровальная бумага. Предложите схему эксперимента, в котором проявилась бы зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ. Как на предварительных этапах опыта получить информацию о разной химической активности металлов и, соответственно, предположить и обосновать различие в скоростях реакций?

5. Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость гетерогенной химической реакции

Уравновесьте на технохимических весах кусочек мрамора массой примерно 0,5 г порошком мрамора. В две пробирки налейте по 3‑5 мл раствора разбавленной соляной кислоты и внесите в них одновременно навески мрамора. Отметьте время, которое требуется для полного растворения мрамора в каждом случае. Сделайте вывод о влиянии площади поверхности контакта реагирующих веществ на скорость химической реакции.

6. Способы смещения химического равновесия

а) Влияние концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие

Для этого опыта удобно использовать следующую обратимую реакцию:

FeCl₃ + 3 KCNS Û Fe(CNS)₃ + 3KCl

(или, более точно:

[Fe(H₂O)₆]⁺³ + xSCN^‑ + yCl^‑ Û [Fe(H₂O)_6‑x‑y(SCN)_xCl_y ]^+(3‑x‑y) + (x+y)H₂O)

В этой системе только роданид железа Fe(CNS)₃ (точнее, [Fe(H₂O)_6‑x‑y(SCN)_xCl_y ]^+(3‑x‑y)) имеет интенсивную красную окраску, в то время как роданид калия и хлорид калия бесцветны, а хлорид железа (III) в разбавленном растворе имеет слабо желтую окраску. Поэтому по интенсивности красного окрашивания раствора можно делать вывод о концентрации роданида железа и, следовательно, о положении равновесия в данной системе.

В пробирку с 2‑3 мл разбавленного раствора хлорида железа (III) прилейте немного раствора роданида аммония до приобретения раствором слабо красного окрашивания. Полученный раствор разделите на четыре части. Одну оставьте для сравнения, во вторую долейте равный объем раствора хлорида железа, в третью ‑ равный объем раствора роданида калия, в четвертую добавьте 1‑2 стеклянные ложечки кристаллического хлорида калия.

На основании принципа Ле Шателье объясните наблюдаемые явления. Как оказанные воздействия влияют на скорость прямой и обратной реакций? Составьте выражение для константы равновесия данной реакции и с помощью его обоснуйте смещение равновесия.

В каком из первых двух случаев сильнее меняется интенсивность окраски раствора и почему? Нарушится ли равновесие в системе (почему, как?) при разбавлении раствора (скажем, вдвое).

б) Влияние температуры на химическое равновесие

Вам предлагается закрытая (или изолированная?) система, содержащая газовую смесь оксида азота (IV) NO₂ и его димера ‑ N₂O₄ (рис.3). В системе имеет место химическое равновесие:

NO₂ Û N₂O₄, DН = ‑54 кДж

О соотношении концентраций газов, а следовательно о положении равновесия реакции, можно судить по окраске: NO₂ имеет темно‑бурый цвет, а N₂O₄ практически бесцветен.

Н

Рис.3. Сосуд с газовой смесью оксида азота (IV) и его димера

а основании анализа уравнения реакции сделайте вывод о том, в какую сторону сместится химическое равновесие при нагревании (охлаждении) системы. Как это отразится на окраске газовой смеси?

Одну из колб прибора опустите в стакан с горячей водой, а вторую ‑ в стакан с охлажденной. Объясните наблюдаемые явления. Выньте сосуды из стаканов. Что происходит? Как изменяются скорости обеих реакций при нагревании? Какая из них имеет больший температурный коэффициент скорости? Ответ обоснуйте.

(Опыт выполняется демонстрационно).