Опыт № 2. Зависимость скорости реакции от температуры

РАБОТА 1. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Цель работы – изучение скорости химической реакции и ее зависимости от различных факторов.

Реактивы.

Соли: Na₂S₂O₃, FeCl₃, NH₄SCN (0,1 н.); FeCl₃, NH₄SCN (конц.). NH₄Cl (кр.), мрамор.

Кислоты: H₂SO₄, HCl (2 н.).

Дистиллированная вода.

Посуда, оборудование. Пробирки, стаканы, стеклянные палочки, секундомер, термометр, электроплитка.

Практическая часть

В настоящей работе предлагается наблюдать зависимость скорости реакции от концентрации и температуры.

Вначале при взаимодействии тиосульфата натрия с серной кислотой опытным путем получают тиосерную кислоту (H₂S₂O₃):

(1) ,

которая неустойчива и самопроизвольно разлагается в этой же пробирке с образованием свободной серы по реакции:

(2) ,

Реакция (1) протекает мгновенно и на скорость реакции разложения тиосерной кислоты (2) не влияет.

Средняя скорость реакции (2) может быть рассчитана по уравнению:

где ­– концентрация тиосерной кислоты, которая определяется по исходной концентрации тиосульфата натрия с учетом изменения объема реакционной смеси вследствие добавления воды и серной кислоты; К – константа скорости реакции; а – порядок реакции по тиосерной кислоте; Dt – время до помутнения раствора.

Помутнение раствора после смешения растворов тиосульфата натрия с серной кислотой происходит потому, что в результате реакции образуется сера, которая плохо растворяется в воде. Сера выделяется в виде мельчайших частичек, образуя опалесцирующий коллоидный раствор.

Если во всех опытах отсчет времени проводить до одинаковой интенсивности помутнения, то в них можно считать постоянным. Вследствие этого, вместо скорости реакции можно воспользоваться пропорциональной ей величиной 1/Dt.

Опыт № 1. Зависимость скорости реакции от концентрации

Возьмите 6 пробирок. В 3 пробирки налейте по 3 мл серной кислоты. В следующие 3 пробирки налейте:

в первую - 3 мл тиосульфата натрия;

во вторую - 2 мл тиосульфата натрия и 1 мл воды;

в третью - 1 мл тиосульфата натрия и 2 мл воды.

В каждую из этих трех пробирок перелейте содержимое трех первых пробирок (с серной кислотой). Сливайте пары пробирок по очереди, быстро перемешивая стеклянной палочкой и, засекая время до появления мути (Dt).

Задание.

1. Полученные результаты оформите в виде таблицы.

№	Объем, мл	Относит. Концентр.	Время до Помутнения (Dt), с	Условная скорость, u = 1/Dt
Na2S2O3 (a)	H2O (b)
1	2	3	4	5	6

2. По данным таблицы постройте график зависимости условной скорости (6) от относительной концентрации (4). Сделайте вывод относительности зависимости скорости реакции от концентрации реагентов.

Опыт № 2. Зависимость скорости реакции от температуры