Экспериментальная часть

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ

Для исследования предлагается реакция:

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

Реакция в ионно-молекулярном виде:

S₂O₃^-2 + 2Н⁺ = SO₂ + S↓ + Н₂О.

Прежде чем приступать к выполнению эксперимента, рассмотрите применимость закона действующих масс для данной реакции (для упрощения используйте уравнение реакции в ионно-молекулярном виде). Изобразите графически вид зависимости скорости реакции при увеличении концентрации тиосульфата натрия, условно обозначив ее как 1С, 2С, ЗС (при постоянной концентрации серной кислоты). Определите порядок реакции по тиосульфат-ионам. Обсудите также вид зависимости скорости реакции от концентрации серной кислоты и изобразите графически вид этой зависимости, если концентрацию тиосульфат-ионов считать постоянной. Укажите порядок реакции по ионам водорода.

Методика выполнения опыта

Приготовьте три раствора тиосульфата натрия различной концентрации. Для этого в три пробирки налейте: в первую – 1 мл раствора Na₂S₂O₃ и 2мл Н₂О; во вторую – 2 мл Na₂S₂O₃ и 1 мл Н₂О; в третью – 3 мл того же раствора Na₂S₂O₃. Затем в каждую пробирку добавьте по 1 мл раствора H₂SO₄ и измерьте время в секундах от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения вследствие образования серы. Результаты опытов занесите в таблицу 1 и постройте график зависимости скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия.

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Исследуется полуэмпирическое правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса, графическое решение которого позволяет определить величину энергии активации реакции.

Методика выполнения опыта

В три пробирки налейте по 2 мл раствора Na₂S₂O₃, каждую поставьте в стакан с горячей водой, соблюдая интервал температур воды в 10⁰С, и через 3 – 5 минут измерьте температуру в стаканах термометром. Добавьте в каждую пробирку по 1 мл раствора H₂SO₄ и отметьте время от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения. Результаты опытов внесите в таблицу 2 и постройте график, откладывая по оси абсцисс – температуру, а по оси ординат относительную скорость (величину, обратную времени).

Рассчитайте средний температурный коэффициент реакции, используя правило Вант-Гоффа в заданном интервале температур.

Для графического расчета энергии активации постройте зависимость и по тангенсу угла наклона прямой определите энергию активации данной реакции.

Форма отчета к лабораторной работе Химическая кинетика

Цель работы: исследование зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры.

Краткие теоретические основы работы

Скоростью химической реакции называется

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Скорость реакции зависит от следующих факторов:

1._________________________________________________________________

2._________________________________________________________________

3._________________________________________________________________4._________________________________________________________________

Зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ описывается:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Влияние температуры описывается:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Порядок реакции

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Молекулярность реакции

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Энергия активации реакции

__________________________________________________________________________________________________________________________________

измеряется_________________________________________________________

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ

Исследуемая реакция: _____________________________________________

В ионном виде:_____________________________________________________

Закон действующих масс:___________________________________________

Вид теоретических зависимостей скорости исследуемой реакции от концентрации одного из исходных веществ при постоянстве второго:

Таблица1. Результаты эксперимента

Номер системы	Количество мл реагентов			Концентрация S2O32-		Время появления мути, τ, с		Относительная скорость V=100/τ, с-1
	Na2S2O3	H2O	H2SO4
1	1	2	1		1С
2	2	1	1		2С
3	3	0	1		3С

Рис 1. Экспериментальная зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфат-иона.

Вывод:

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Правило Вант-Гоффа: __________________________________________

Уравнение Аррениуса: ________________________________________

Таблица 2. Результаты эксперимента

Номер системы	Температура			1/T		Время появления мути, τ, с		Относительная скорость V=100/τ, с-1		ln v
	oC	K
1
2
3

Расчет температурного коэффициента:

= , если

γ1 =

γ2 =

γ3 =

Для графического расчета энергии активации постройте зависимость и по тангенсу угла наклона прямой определите энергию активации:

Рис.2 Графическое определение энергии активации

а) б)

Рис.3. Графики экспериментальной зависимости скорости реакции от температуры, а) - определение температурного коэффициента химической реакции; б) - энергия активации.

Расчет энергии активации:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Вывод: