Оборудование и реактивы. В штативе: тиосульфат натрия – 1 н

В штативе: тиосульфат натрия – 1 н. раствор, серная кислота – 2 н. раствор, роданид (тиоцианат) аммония – 0,5 н. раствор, хлорид железа (III) – 0,5 н. раствор, роданид аммония – 0,0025 н. раствор, хлорид железа (III) – 0,0025 н. раствор, сульфат меди – 1 н. раствор, хлорид аммония – кристаллический. В вытяжном шкафу: соляная кислота – концентрированный раствор. Получать в лаборантской: термометр, пробирки – 7 шт., химический стакан объемом 150 мл; мел (карбонат кальция).

Выполнение работы

Опыт 1. Влияние концентрации тиосульфата натрия на скорость его разложения в кислой среде

В четыре сухие пробирки внести тиосульфат натрия и воду согласно таблице 1 перемешать.

Таблица 13.

Приготовление растворов

Номер пробирки	Число капель
Na2S2O3	H2O	H2SO4	Всего
4 (контрольная)

 

В первую пробирку добавить одну каплю серной кислоты и включить секундомер. Определить время от момента добавления кислоты (начала реакции) до появления явной мути за счет образующейся серы – по сравнению с пробиркой № 4. То же самое проделать с двумя другими пробирками.

Опыт 2. Влияние температуры на скорость реакции разложения тиосульфата натрия в кислой среде

Налить в одну пробирку 10 капель 1 н. раствора тиосульфата натрия, в другую – 10 капель 2 н. раствора серной кислоты.

Обе пробирки с растворами поместить в термостат, отметить температуру по термометру и термостатировать их в течение 1–2 минут.

Быстро вылить кислоту в пробирку с раствором тиосульфата, оставив последнюю в термостате. Одновременно включить секундомер и заметить время от сливания растворов до появления в пробирке явной белой мути серы.

Повторить опыт еще дважды, повышая температуру воды в термостате примерно на 10 K.

Опыт 3. Влияние величины поверхности раздела реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе

Взять два небольших по возможности одинаковых кусочка мела. Один из них положить на кусочек фильтровальной бумаги и стеклянной палочкой измельчить его в порошок. Полученный порошок поместить в пробирку. Второй кусочек мела целиком опустить в другую пробирку. В обе пробирки одновременно добавить одинаковое количество (10−20 капель) концентрированной соляной кислоты. Отметить время полного растворения мела в каждом случае.

Опыт 4. Влияние катализатора на скорость реакции

В две пробирки внести по 10 капель 0,5 н. раствора роданида калия и по 1 капле 0,5 н. раствора хлорида железа (III). Что наблюдается? В одну из пробирок добавить 1 каплю 1 н. раствора сульфата меди. В обе пробирки внести по 10 капель тиосульфата натрия. Наблюдать различную скорость обесцвечивания растворов, которое происходит вследствие восстановления железа (III) до железа (II) тиосульфатом натрия.

Опыт 5. Влияние концентраций реагентов на равновесие обратимой реакции между хлоридом железа (III) и тиоцианатом аммония

В четыре пробирки налить равное число капель 0,0025 н. растворов хлорида железа (III) и тиоцианата аммония. Первую пробирку оставить как эталон для сравнения; во вторую пробирку прилить несколько капель концентрированного раствора FeCl3; в третью пробирку добавить несколько капель концентрированного раствора NH4CNS; в четвертую пробирку на кончике шпателя прибавить кристаллического хлорида аммония и взболтать.

Сопоставить цвета растворов во всех пробирках и сделать выводы о направлении смещения равновесия, учитывая, что в реакции:

FeCl₃ + 3NH₄CNS = Fe(CNS)₃ + 3NH₄Cl

цвет раствора определяет интенсивно окрашенный тиоцианат железа Fe(CNS)₃.

Содержание протокола лабораторной работы

Опыт 1 – таблица 2. Зависимость времени реакции от количества тиосульфата натрия

Номер пробирки	С(Na2S2O3) (относительные единицы)	Время реакции t, с
	1 (4)
	2 (8/4)
	3 (12/4)

 

Опыт 2 – таблица 3. Зависимость времени реакции от температуры

№ п/п	Температура, °С	Время, t, сек.

Опыт 3 – таблица 4. Зависимость времени реакции от степени измельчения

№ пробирки	Состав системы	Время, t, сек.
	Мел кусочком + HCl
	Мел в порошке + HCl

Опыт 4 – таблица 5. Зависимость времени реакции от состава системы.

№ пробирки	Состав системы	Время, t, сек.
	10 капель NH4CNS 0,5 н. 1 капля FeCl3, 0,5 н.
	10 капель NH4CNS 0,5 н. 1 капля FeCl3, 0,5 н. 1 капля CuSO4, 1 н.

Опыт 5 – таблица 6. Зависимость положения равновесия от состава системы

№ пробирки	Состав системы	Добавленный реактив	Наблюдения
	……..капель 0,0025н. FeCl3 ……..капель 0,0025 н. NH4CNS	нет
	FeCl3
	NH4CNS
	NH4Cl