Указания по технике безопасности

Перед выполнением лабораторной работы необходимо в "Инструкции по технике безопасности в химической лаборатории" обратить внимание на работу с растворами кислот, пероксидом водорода, правилами безопасной работы при нагревании пробирок с растворами на газовой горелке.

1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ

Эту зависимость можно изучить на примере взаимодействия тиосульфата натрия и серной кислоты.

При добавлении к раствору тиосульфата натрия серной кислоты через некоторое время наблюдается помутнение раствора в результате разложения первоначально образующихся тиосерной кислоты и выделения серы. Эта реакция может быть выражена следующим уравнением:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O.

В первый стакан, воспользуясь мерным цилиндром, налейте 5 мл децимолярного раствора тиосульфата натрия и 10 мл дистиллированной воды, во второй – 10 мл Na₂S₂O₃ и 5 мл воды, в третий – 15 мл Na₂S₂O₃. В каждый стакан добавьте по 5 мл одномолярного раствора Н₂SО₄ (отмеренного цилиндром) и содержимое перемешайте. По секундомеру определите время с момента добавления кислоты в каждый стакан до появления мути.

Экспериментальные данные занесите в таблицу.

Номер опыта	Объём, мл				Общий объём раствора, мл		Относительная концентрация Nа2S2О3		Время до появления мути, с		Относительная скорость реакции в условных единицах υ = 1/t
	раствора Nа2S2О3	Н2О	раствора Н2SО4
1	5	10	5	20		1
2	10	5	5	20		2
3	15	–	5	20		3

По результатам опыта постройте график зависимости скорости химической реакции от концентрации тиосульфата натрия. Для этого по оси абсцисс отложите относительные концентрации Nа₂S₂О₃, а по оси ординат – отвечающие им относительные скорости реакции в условных единицах.

Сформулируйте вывод о зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Согласуются ли ваши результаты с законом действующих масс?

2. Зависимость скорости химической реакции от температуры

Для изучения этой зависимости используется та же реакция, что и в опыте 1.

Налейте в три пробирки по 5 мл одномолярного раствора H₂SO₄, в другие три пробирки налейте по 5 мл децимолярного раствора тиосульфата натрия и разделите их на три пары (по пробирке с Na₂S₂O₃ и H₂SO₄ в каждой паре).

Первую пару пробирок поместите в стакан с водой и через 5 минут измерьте термометром температуру воды. Слейте содержимое двух пробирок в одну и раствор перемешайте. Пробирку с полученным раствором поместите в воду. По секундомеру определите время от начала реакции (момента перемешивания) до помутнения раствора и определите относительную скорость химической реакции.

Вторую пару пробирок поместите в стакан с водой и нагрейте её на 10 ⁰С выше температуры, при которой проводился первый опыт. При нагревании воду в стакане следует перемешивать. После этого слейте содержимое одной из пробирок в другую, не вынимая последнюю из воды. Определите время и относительную скорость химической реакции.

С растворами в третьей паре пробирок проведите аналогичные операции, повысив температуру воды на 10 ⁰С выше той, при которой проводился второй опыт.

Экспериментальные данные занесите в таблицу.

Номер опыта	Объём раствора, мл		Температура, 0С		Время от начала отчёта до помутнения, с		Относительная скорость реакции в условных единицах, υ = 1/t
	Na2S2O3	H2SO4
1	5	5
2	5	5
3	5	5

На основе результатов опыта постройте график зависимости скорости химической реакции от температуры, откладывая по оси абсцисс температуру, а по оси ординат – относительную скорость реакции в условных единицах.

Сформулируйте вывод о зависимости скорости химической реакции от температуры.

Какие значения принимает температурный коэффициент скорости химической реакции для большинства реакций?