2.6. Лабораторная работа №1

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Цель работы. Изучить влияние различных факторов на скорость химических реакций и состояние химического равновесия.

1. Влияние изменения концентрации реагирующих веществ

на скорость реакции

В реакции между серной кислотой и тиосульфатом натрия:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂S₂O₃,

H₂S₂O₃ = H₂O + SO₂ + S

нерастворимая сера выделяется в виде мути. Время от начала реакции до появления первых следов мути зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры.

Опыт. Возьмите 8 пронумерованных пробирок. В четыре пробирки (1, 2, 3, 4) налейте указанное в таблице количество мл раствора тиосульфата натрия и воды, тщательно перемешайте. Массовая доля раствора тиосульфата натрия ω₀ = 7 %, плотность – ρ = 1,049 г/мл. В другие (1а, 2а, 3а, 4а) четыре пробирки отмерьте из бюретки по 6 мл раствора серной кислоты. Влейте в пробирку №1 отмеренное количество серной кислоты №1а, хорошо перемешайте, отсчитайте время по секундомеру с момента сливания до появления мути в пробирке. При прочих равных условиях, относительную скорость реакции можно определить как величину, обратно пропорциональную найденному времени ( = 1/).

Произведите такие же опыты со всеми другими пробирками. Результаты опыта сведите в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

№ пробирки	Объем	Объем	Объем	Массовая доля Na2S2O3 в растворе , ω, %	Промежуток времени от начала отсчета до помутнения, , с	Относи-тельная скорость реакции, = 1/
	раствора Na2S2O3 V(a), мл	H2O V(в), мл	раствора H2SO4, V, мл
1 2 3 4	6 4 3 2	0 2 3 4	6 6 6 6

Массовая доля Na₂S₂O₃ в растворе рассчитывается по формуле:

,

где m(Na₂S₂O₃) – масса тиосульфата натрия в растворе, г;

m_Р-РА – масса раствора тиосульфата натрия, г;

m(Н₂О) – масса добавленной воды, г.

Масса Na₂S₂O₃ рассчитывается по формуле:

m(Na₂S₂O₃)= (ω₀·V(a)·ρ) /100%.

Масса раствора рассчитывается по формуле:

m_Р-РА= V(a)·ρ.

Масса добавленной воды рассчитывается по формуле:

m(Н₂О) = V(в)·ρ(Н₂О),

где ρ(Н₂О) – плотность воды, ρ(Н₂О) = 1 г/мл.

Постройте график зависимости скорости реакции (ось y) от концентрации С (ось х). В соответствии с законом действия масс зависимость скорости реакции от концентрации должна выражаться прямой линией, проходящей через начало координат. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации.

2. Влияние температуры на скорость реакции

В четыре пробирки пронумерованные (1, 2, 3, 4) налейте из бюретки по 4 мл раствора тиосульфата натрия, а в четыре другие (1а, 2а, 3а, 4а) по 4 мл серной кислоты, хорошо перемешайте. Все пробирки поместите в термостойкий стакан с водой и через 5 минут, измерив температуру воды, слейте содержимое пробирок 1 и 1а, перемешайте и отсчитайте по секундомеру время до появления мути.

Стакан с другими пробирками нагрейте на 10⁰С выше первоначальной температуры и повторите опыт с пробирками 2 и 2а. Повышая температуру на 10⁰С, проведите опыты с оставшимися пробирками. Данные занесите в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Номер пробирки	Температура опыта, t 0C	Промежуток времени от начала отсчета до помутнения, , с	Относительная скорость реакции, =1/
1 2 3 4

Постройте график зависимости скорости реакции (ось у) от температуры t (ось х). Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость химической реакции. На основании экспериментальных данных рассчитайте температурный коэффициент скорости данной реакции.