Лабораторна робота №20

Тема: ГОМОГЕННИЙ КАТАЛІЗ

Ціль: в лабораторних умовах ознайомитись з одним з видів каталізу – гомогенним.

Теоретичне обґрунтування: дія каталізатору при гомогенному каталізі пов’язана з виникненням проміжної реакції, в якій бере участь каталізатор і деякі з них протікають значно швидше, ніж основна реакція. Звідси стає зрозумілим вплив концентрації каталізатору на швидкість реакції: чим більша концентрація каталізатору, тим більше цей вплив.

Прибори та матеріали.

Устаткування: пробірки.

Реактиви: 0,1н розчин KMnO₄, 30% розчин H₂SO₄, 0,1н та 1н розчини KNO₃, цинк металевий.

Хід роботи

1. Взяти ½ пробірки 30% сірчаної кислоти, додати 3 краплі 0,1н розчину перманганату калію, після перемішування розділити рідину в три пробірки. В першу з них додати 1 краплю 0,1н розчину нітрату калію, потім в першу і другу положити по однаковому шматочку цинку, третю ж залишити для порівняння. Спостерігати поступове обезбарвлення рідини в кожній з цих пробірок. В першій пробірці (з нітратом) воно наступає приблизно через 5 хвилин, у другій – тільки через 10-15 хвилин. Поновлення розбавленого розчину перманганату калію воднем в момент його виділення представляє собою повільно протікаючий процес. Запишіть рівняння реакції. В присутності нітрату поновлення протікає швидше. Запишіть рівняння реакції. Таким чином, нітрат відіграє в даному випадку роль каталізатору.

2. Потворити попередній дослід, взявши замість 0,1н розчину нітрату калію. 1н. В цьому випадку обезбарвлення в пробірці з нітратом спостерігається вже через 1 – 2 хвилини.

Висновок. У висновку слід відмітити особливості гомогенного каталізу, механізму його протікання, залежність процесу від концентрації каталізатору.

Лабораторна робота №21

Тема: ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСУ АДСОРБЦІЇ

Ціль: в лабораторних умовах ознайомитись з процесом адсорбції, видами адсорбції, залежністю процесу від концентрації розчину, утворенням адсорбційних сполук, теплотою адсорбції.

Прибори та матеріали.

Устаткування: пробірки, лійки, фільтри, електроплитка, колби конічні, пробки для колб, піпетка мірна, бюретка для титрування, технічні ваги, важки, термометр.

Реактиви: розчин йоду, активоване вугілля, неактивоване вугілля, 0,001н K₂Cr₂O₄, 0,5н BaCl₂, 0,5н H₂SO₄, дистильована вода, 0,0005н Pb(NO₃)₂, два розчини оцтової кислоти (наприклад, 0,2 та 0,005н), 0,1н NaOH, спиртовий розчин фенолфталеїну, йодна вода, крохмальний клейстер, 0,001 розчин азотнокислого або оцтовокислого свинцю, фільтрувальний папір.

Хід роботи

1. АДСОРБЦІЯ З РОЗЧИНІВ

а) До розчину йоду в пробірці додати активоване вугілля, закрити пробкою та сильно збовтати. Профільтрувати. З лійки стікає безбарвний розчин.

б) Налити в пробірку трошки 0,001н розчину оцтовокислого або азотнокислого свинцю та прилити розчин хромату калію. Випадає жовтий осад PbCrO₄. В іншу пробірку до солі свинцю додати активоване вугілля та сильно збовтати. Відфільтрувати. При доданні до фільтрату розчину хромату калію осада не утворюється Пояснити явище, що спостерігається.

2. АДСОРБЦІЯ НА КРИСТАЛАХ

Коли молекули речовини, що поглинає, побудовано за іншим типом, з розчину електроліту переважно адсорбуються ті іони, які утворюють нерозчинену сполуку з протилежно зарядженими іонами поглинача. Це явище носить назву вибіркової адсорбції. Воно часто спостерігається при осадженні речовини з розчинів.

50 мл 0,5н розчину хлориду барію нагріти до кипіння і потім осадити невеликою кількістю гарячого 0,5н розчину сірчаної кислоти. Давши отриманому осаду відстоятись, злити з нього можливо повно рідину та промити його три – чотири рази водою, зливаючи останню після кожного промивання. Потім відфільтрувати осад сульфату барію, перенести його в пробірку, додати до нього ½ пробірки 0,0005н розчину нітрату свинцю. Добре збовтавши, відфільтрувати. При доданні до фільтрату розчину хромату калію осад не утворюється, при доданні ж на вихідний розчин солі свинцю розчину хромату калію випадає жовтий осад. Пояснити явище, що спостерігається.

3. ЗАЛЕЖНІСТЬ АДСОРБЦІЇЇ ВІД КОНЦЕНТРАЦІЇ РОЗЧИНУ

Кількість речовини, що адсорбується з розчину, може бути визначена, коли відома його концентрація до та після адсорбції. Адсорбція є процесом зворотним. Швидкість адсорбції залежить від природи речовини та умов процесу. Тому визначати концентрацію після адсорбції треба лише тоді, коли буде досягнуто стан рівноваги.

Визначити концентрацію двох розчинів оцтової кислоти (приблизно 0,2 та 0,05н). Для цього відміряти піпеткою 20 мл розчину в конічну колбу, додати дві краплі фенолфталеїну та відтитрувати 0,1н розчином гідроксиду натрію до появи блідо – рожевого забарвлення, що не зникає протягом однієї хвилини. Потім влити по 100 мл цих розчинів в дві сухі колби, всипати по 3 грами вугілля в кожну, закрити колби пробками та збовтувати протягом 10 – 15 хвилин. Відфільтрувати в сухі колби і в фільтраті визначити концентрацію оцтової кислоти, як вказано вище. Результати занести до таблиці:

№ розчину	Кількість мілімолів луги на 100 мл розчину		Концентрація СН3СООН, г-екв		Кількість адсорбованої СН3СООН, г-екв
	до адсорбції	після адсорбції	до адсорбції	після адсорбції	до адсорбції	після адсорбції
1.
2.

4. ТЕПЛОТА АДСОРБЦІЇ

а) Зважити на технічних вагах 1,5 г порошку активованого вугілля. В широку пробірку налити 5 мл бензолу та виміряти його температуру. Потім всипати в бензол взяту навіску вугілля, обережно перемішати термометром та спостерігати за температурою. Спочатку, внаслідок адсорбції, вона підвищується, а потім починає падати. Записати найвищу температуру та знайти підвищення температури суміші.

б) Зробити теж саме, замінивши активоване вугілля на неактивоване. Порівняти результати дослідів. Відмітити, як залежить адсорбція від температури.

5. УТВОРЕННЯ АДСОРБЦІЙНОЇ СПОЛУКИ

В пробірку з крохмальним клейстером додати трохи йодної води. Рідина забарвлюється в інтенсивний синій колір. Нагріти вміст пробірки. Забарвлення зникає внаслідок руйнування адсорбційної сполуки йоду з крохмалем.

6. Зробити висновок про виконану роботу.

Висновок. У висновку слід узагальнити результати всіх дослідів та відмітити всі вивчені особливості процесу адсорбції.