Зависимость скорости реакции от температуры
В три пробирки внесите 1 н. раствор тиосульфата натрия, в другие три − по 10 капель 0,5 н. раствора серной кислоты и опустите в них пипетки. По одной пробирке с тиосульфатом натрия и серной кислотой поставьте в большой стакан, держите при комнатной температуре. Остальные попарно поместите в два других больших стакана, опустите в них термометры, налейте в один стакан воды, нагретой до 25 °С, в другой − до 35 °С, в третий − до 45°С. Следите за тем, чтобы температура растворов не поднималась выше указанной. Нагретые растворы одновременно слейте попарно, тотчас включите секундомер, определите время до начала появления помутнения. Полученные данные занесите в таблицу. Чему равен температурный коэффициент изучаемой реакции?
| Номер пробирки | Температура, °С | Промежуток времени от начала отсчета до помутнения τ, с | Скорость реакции, V = 1/τ, с–1 |
| 1 | 25 | ||
| 2 | 35 | ||
| 3 | 45 |
О п ы т 3
Влияние катализатора на скорость реакции
Изучите влияние гетерогенного катализатора (MnO2) на скорость разложения пероксида водорода. Предполагается, что реакция с участием диоксида марганца протекает через следующие стадии:
MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2 + + 2H2O + O2
Mn2 + + 2H2O = Mn(OH)2 + 2H+
Mn(OH)2 + H2O2 = MnO2 + 2H2O
В пробирку внесите 10 %-й раствор пероксида водорода. Отметьте, что в обычных условиях заметного разложения пероксида водорода не наблюдается. Добавьте в пробирку несколько крупинок диоксида марганца. Наблюдайте энергичное выделение газа и с помощью тлеющей лучинки убедитесь, что это кислород. Составьте уравнение реакции.
|
|
|
О п ы т 4
Влияние изменения концентрации реагирующих веществ
На химическое равновесие
Рассмотрим реакцию FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl
Из веществ, участвующих в этой реакции, только роданид железа интенсивно окрашен в красный цвет. Поэтому всякое изменение его концентрации сказывается на интенсивности изменения окраски раствора. Это позволяет наблюдать, в каком направлении смещается равновесие при изменении концентрации исходных веществ или продуктов реакции.
В четыре пробирки внесите по 5−7 капель 0,0025 н. раствора хлорида железа (III) и роданида калия. Получите интенсивно-красный раствор – цвет образующегося роданида железа (III). Оставьте одну из четырех пробирок с раствором для сравнения, в первую из оставшихся добавьте одну каплю насыщенного раствора хлорида железа (III), во вторую − одну каплю насыщенного раствора роданида калия, в третью − несколько кристалликов хлорида калия.
Наблюдайте изменение окраски растворов. О чем оно свидетельствует? Напишите выражение для константы равновесия реакции. Результаты опытов сведите в таблицу.
|
|
|
| Добавлен- ный раствор
| Изменение интенсивности окраски (усиление, ослабление)
| Направление смещения (вправо, влево)
| Изменение концентрации компонентов (увеличение, уменьшение)
| |||
| Fe(CNS)3 | KCl | KCNS | FeCl3 | |||
| FeCl3 | ||||||
| KCNS | ||||||
| KCI | ||||||
О п ы т 5
Смещение химического равновесия при изменении среды
(кислой или щелочной)
Изучение влияния кислотности среды на положение гомогенного химического равновесия проводится на примере взаимного превращения хромат- и дихромат-ионов:
2 CrO 42−+ 2 H + = Cr2O 7 2−+ H2O pH > 7;
Желтый Оранжевый
Cr2O 7 2−+ 2 OH – = 2CrO 42− + H2O pH < 7.
Оранжевый Желтый
Хромат-ионы CrO 42− существуют преимущественно в нейтральных и щелочных средах, дихромат-ионы
Cr2O 72−– в кислотных.
Две пробирки на 1/4 наполните раствором дихромата калия, другие две – раствором хромата калия. Отличаются ли они по цвету?
|
|
|
В одну из пробирок с раствором дихромата калия, K2Cr2O7, прилейте 10–15 капель 2 н. раствора гидроксида калия. Вторая пробирка служит для сравнения. Заметна ли разница в jкраске? В одну из пробирок с раствором хромата калия, K2CrO4, прилейте 10–15 капель 2 н. раствора серной кислоты. Как изменяется цвет раствора? Напишите уравнения реакций в молекулярной форме.
О п ы т 6
Влияние температуры на химическое равновесие
Влияния температуры на смещение равновесия изучается на процессе образования соединения включения (клатратного соединения) между крахмалом, состав которого можно выразить формулой (C6H10O5)n, и йодом I2 по обратимой реакции
(C6H10O5)n + m I2 = (C6H10O5)n + m I2.
Синий
В пробирку налейте 4-5 мл водного раствора йода. Добавьте 2–3 капли раствора крахмала (крахмального клейстера). Отметьте происходящие изменения. Содержимое пробирки тщательно перемешайте интенсивным встряхиванием или стеклянной палочкой. Полученный синий раствор разлейте пополам в две пробирки. Одну оставьте в качестве контрольного образца (эталона), а содержимое второй нагрейте, не доводя его до кипения. Отметьте при этом произошедшие изменения в сравнении с контрольным образцом.
|
|
|
Охладите нагретую пробирку сначала на воздухе, а затем под струей холодной водопроводной воды – синее окрашивание появляется вновь. Объясните наблюдаемое явление на основе принципа Ле Шателье.
Контрольные вопросы и задачи
1. Объясните, что означают термины: скорость реакции, константа скорости.
2. В каких единицах измеряется скорость химической реакции?
3. Сформулируйте определение обратимой и необратимой реакции.
4. Какую зависимость выражает закон действия масс. Напишите уравнение скорости для реакций
H2(г)+ Cl2(г) = 2HCl(г)
C(т) + СO2(г) = 2СO(г)
5. Как зависит скорость реакции от температуры? Что называется
энергией активации? Что такое активные молекулы?
6. От каких факторов зависит скорость гомогенной реакции? Гетерогенной? Приведите примеры.
7. Какие вещества называются катализаторами? Каков механизм ускоряющего действия катализатора?
8. Что называется химическим равновесием? Почему оно называется
динамическим? Какие концентрации реагирующих веществ называют равновесными?
9. Напишите математические формулы для расчета скорости реакций, протекающих между: а) водородом и кислородом; б) оксидом азота (II) и кислородом.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 267; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!