ОПЫТ 1. Изучение зависимости скорости реакции Г. Ландольта от концентраци иодата калия.
Уравнение реакции Г. Ландольта (1886 г):
2KIO3 + 5Na2SO3 + H2SO4 ® I2 + K2SO4 + 5Na2SO4 + H2O .
Её окончанию соответствует выделение свободного иода, который соединяется с крахмалом, содержащимся в растворе, образуя соединение темно-синего цвета.
Выполнение:
Закрепите в зажимах 3 бюретки и заполните их рабочими растворами:
Первую бюретку – раствором иодата калия, содержащим крахмал; вторую бюретку – раствором сульфита натрия, подкисленным серной кислотой; третью бюретку – дистиллированной водой.
1-а) В пробирку № 1 отмерьте 10 см3 раствора KIO3, а в пробирку № 2 – 10 см3 раствора Na2SO3. Содержимое пробирок быстро смешайте в химическом стакане, включив одновременно секундомер. Определите время появления синей окраски раствора, результат занесите в таблицу 1. Тщательно промойте стакан.
1-б)В пробирку № 1 отмерьте 5 см3 раствора KIO3 и 5 см3 Н2О, а в пробирку № 2 – 10 см3 раствора Na2SO3. Смешайте растворы в стакане, как в предыдущем опыте, включив одновременно секундомер. Определите время появления синей окраски раствора, результат занесите в таблицу 1. Тщательно промойте стакан.
1-в)В пробирку № 1 отмерьте 2,5 см3 раствора KIO3 и 7,5 см3 воды, а в пробирку № 2 – 10 см3 раствора Na2SO3. Растворы смешайте, как в предыдущих опытах и определите время протекания реакции. Результаты внесите в таблицу 1
Таблица 1
| Опыт | Пробирка № 1 | Пробирка № 2 | Конц. KIO3 после смешив. р-ров, моль/дм3 | Время t, с | Условная скорость, vусл .= 1/t | |
| Объем р-ра KIO3, см3 | Объем воды, см3 | Объем р-ра Na2SO3, см3 | ||||
| 1-а | ||||||
| 1-б | ||||||
| 1-в | 2,5 | 7,5 |
Задания:
Заполните таблицу. Учтите, что концентрация KIO3 в растворе, находящемся в бюретке, равна 0,02 моль/дм3. В опыте 1-а исходный раствор KIO3 объемом 10 см3 вы разбавили до объема 20 см3. Так как объем раствора увеличился в 2 раза, то концентрация KIO3 в нем уменьшилась в 2 раза и составили 0,02 : 2 = 0,01 моль/ дм3. Аналогично рассчитайте концентрации KIO3 в опытах 1-б и 1-в.
Условную скорость реакции вычислите как величину, обратную времени её протекания:
vусл .= 1/t.
Простройте график зависимости условной скорости реакции от концентрации KIO3.
Оцените кинетический порядок реакции по KIO3. Сделайте вывод о влиянии концентраций реагентов на скорость реакций.
ОПЫТ 2. Изучение зависимости скорости реакции Г. Ландольта от температуры
Выполнение:
В пробирку № 1 отмерьте 2,5 см3 раствора KIO3 и 7,5 см3 воды, а в пробирку № 2 – 10 см3 раствора Na2SO3. Растворы в пробирках подогрейте в водяной бане на 10 – 30 оС. С помощью термометра определите температуру растворов и сразу после этого смешайте их, как в предыдущих опытах. Определите время протекания реакции, результат внесите в таблицу 2.
Таблица 2
| Опыт | Пробирка № 1 | Пробирка № 2 | Температура растворов, °С | Время t, с | Условная скорость, vусл .= 1/t | |
| Объем р-ра KIO3, см3 | Объем воды, см3 | Объем р-ра Na2SO3, см3 | ||||
| 2,5 | 7,5 | |||||
| 1-в | 2,5 | 7,5 |
Задания:
Заполните таблицу, внеся в её последнюю строку результаты опыта 1-в. Сравните результаты опытов 2 и 1-в. Рассчитайте примерное значение температурного коэффициента скорости реакции. Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость реакций.
ОПЫТ 3. Изучение влияния сульфата меди(II) на скорость восстановления роданида железа(III).
В данном опыте вы изучите влияние сульфата меди(II) на скорость реакции восстановления роданида железа(III) тиосульфатом натрия:
2Fe(NCS)3 + 2Na2S2O3 = 2Fe(NCS)2 + 2NaNCS + Na2S4O6 .
Окончанию данной реакции соответствует полное обесцвечивание раствора.
Выполнение:
Приготовьте исходный раствор роданида железа(III), смешав в пробирке примерно по 2 см3 разбавленных растворов FeCl3 и KNCS:
FeCl3 + 3KNCS ↔ Fe(NCS)3 + 3KCl.
Полученный раствор разделите на 2 части (в 2-х пробирках).
В первую пробирку с раствором роданида железа(III) добавьте 1 каплю раствора тиосульфата натрия, содержимое пробирки перемешайте. Обратите внимание на скорость обесцвечивания раствора.
В другую пробирку с раствором роданида железа(III) добавьте 1 каплю очень разбавленного раствора сульфата меди(II), а затем 1 каплю раствора тиосульфата натрия. Содержимое пробирки перемешайте. Что наблюдается?
Задания: Запишите наблюдаемые эффекты. Какова роль сульфата меди(II) в процессе восстановления роданида железа(III) тиосульфатом натрия? Сделайте вывод о влиянии катализаторов на скорость химических реакций.