Тема: химическая кинетика. Катализ. Равновесие

Лабораторная работа № 7

Химическая кинетика

Литература: 1. С. 104-112; 3. С. 65-68; 4. С. 61-64.

Цель работы: изучение влияния концентрации реагирующих веществ и температуры на скорость химической реакции.

Вопросы и упражнения для самоподготовки.

1. Предмет химической кинетики. Дать определение скорости химической реакции. Перечислить факторы, влияющие на скорость химической реакции.

2. Привести математическое выражение скорости химической реакции. Объяснить, почему в математическом выражении скорости стоит знак минус. Как зависит скорость реакции от температуры?

3. Сформулировать закон действующих масс. Каков физический смысл константы скорости, и какие факторы влияют на ее величину?

Влияние температуры на скорость химической реакции.

4. Энергия активации. Активированный комплекс. Энтропия активации.

5. Кинетическая классификация реакций. Молекулярность и порядок реакции.

6. Катализаторы и катализ.

7. Гомогенный катализ. Теория промежуточных соединений.

8. Обратимые и необратимые процессы. Условия наступления химического равновесия. Константа химического равновесия и факторы, на нее влияющие.

9. Принцип Ле Шателье. Смещение химического равновесия.

Задачи:

1. Как изменится скорость реакции 2NO + O₂ = 2NO₂, если уменьшить объем реакционного сосуда в 3 раза?

2. Найти значение константы скорости реакции А + В = АВ, если при концентрациях вещества А и В, равных соответственно 0,5 и 0,1 моль/л, скорость реакции равна 0,005 мол/л·с.

3. Определить, на сколько градусов следует повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 8 раз, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

Оборудование. Пробирки мерные – 8 шт. Пипетка Пастера (5 мл) – 2 шт. Стакан химический (100 мл). Баня водяная. Термометр лабораторный (100 ⁰С). Секундомер (или метроном). Плитка электрическая.

Реактивы: Тиосульфат натрия 0,5 % раствор, серная кислота 0,5 % раствор, дистиллированная вода.

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции

От концентрации реагирующих веществ

Исследуется кинетика распада тиосерной кислоты:

H₂S₂O₃ = S + SO₂ + H₂O

Тиосерную кислоту получают непосредственно в ходе эксперимента по схеме:

Na2S2O3 + H2SO4 = H2S2O3 + Na2SO4

В результате реакции образуется молекулярная сера. Поэтому опознавательным знаком прохождения данной реакции является появление в бесцветном растворе опалесценции(помутнения).

Для исследования влияния концентрации одного из реагирующих веществ на скорость данной реакции следует провести ее несколько раз, варьируя концентрацию раствора одного реагента, но оставляя концентрацию второго реагента постоянной. Для этого нужно приготовить растворы, составы которых указаны в таблице № 1.

В четыре мерные пробирки налить по 3 мл первого раствора. В четырех других мерных пробирках приготовить растворы иодата калия разных концентраций (2-ой раствор).

Провести реакцию, сливая последовательно каждую пару растворов реагентов и измеряя интервал времени от момента смешивания реагентов до появления опалесценции.

Таблица № 1.

№	Объем раствора, мл				Относительная концентрация H2S2O3		Время протекания реакции τ, с		Относительная скорость реакции υ = 100/τ
	1–ый раствор	2–ой раствор
	H2SO4	Na2S2O3	H2O
1	3 мл	8 мл	0 мл		1,00
2	3 мл	6 мл	2 мл		0,75
3	3 мл	4 мл	4 мл		0,50
4	3 мл	2 мл	6 мл		0,25

По результатам эксперимента построить график, откладывая по горизонтальной оси относительную концентрацию (H₂S₂O₃), а по вертикальной оси – относительную скорость реакции (υ).

υ

С_отн.( H₂S₂O₃)

Написать уравнение зависимости скорости реакции от концентрации H₂S₂O₃ при постоянной концентрации H₂SO₄.

___________________________________________________________

Сделать вывод, основываясь на законе действующих масс. Соответствует ли ваш график этому закону?

Вывод:_____________________________________________________ ________________________________________________________________