ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ I

ОПЫТ 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации

реагирующих веществ

Зависимость скорости реакции от концентрации веществ можно изучить на примере взаимодействия тиосульфата натрия и серной кислоты, которая сопровождается помутнением раствора, вследствие выделения серы.

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Выполнение опыта. Приготовить три раствора тиосульфата натрия различной концентрации методом разбавления, для чего в первую пробирку отмерить 4 мл раствора тиосульфата натрия и 8 мл дистиллированной воды, во вторую - 8 мл тиосульфата натрия и 4 мл дистиллированной воды, в третью - 12 мл раствора тиосульфата натрия.

В одинаковых объемах полученных растворов содержится различное число молей тиосульфата натрия. Если условно обозначить молярную концентрацию Na₂S₂O₃ в первой пробирке С моль, то во второй концентрация будет 2С моль, а в третьей – 3С моль.

Отмерьте мерным цилиндром 1 мл 2н раствора серной кислоты и вылейте в первую пробирку, перемешайте. В момент добавления кислоты к раствору тиосульфата включите секундомер. Запишите время от момента приливания кислоты до появления слабого помутнения раствора. Также поступите с оставшимися растворами тиосульфата.

Данные опыта занесите в таблицу.

№ пп	V Na2S2O3 мл	V Н2O мл	С Na2S2O3 моль	V Н2SO4 мл	t, с	V = 1/t

Начертите график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. По оси абсцисс отложите относительные концентрации тиосульфата, а по оси ординат – соответствующие им скорости (в условных единицах). Сделайте вывод о зависимости V от концентрации реагирующих веществ.

ОПЫТ 2. Влияние температуры на скорость химической реакции

Изучение зависимости скорости химической реакции от температуры проведете при трех различных температурах:

1) при комнатной;

2) на 10⁰ С выше комнатной;

3) на 20⁰ С выше комнатной.

Выполнение опыта. В три чистые пробирки налейте по 10 мл раствора тиосульфата натрия Na₂S₂O₃, в другие три пробирке - по 1 мл раствора серной кислоты H₂SO₄. Сгруппируйте пробирки в три пары (кислота-тиосульфат).

Поместите первую пару пробирок и термометр в стакан с водой комнатной температуры и через 5 минут, когда температура в пробирках выравняется, запишите показания термометра. Слейте содержимое пробирок в одну пробирку и встряхните ее несколько раз. Запишите время от начала реакции до появления слабого помутнения раствора.

Вторую пару пробирок поместите в стакан с водой и нагрейте воду до температуры на 10⁰С выше той, при которой находилась первая пара пробирок и проделайте те же действия, что и в первом случае. Точно также поступите с третьей парой пробирок, повысив температуру воды еще на 10⁰С. Полученные данные запишите в таблицу.

№ пп	Температура опыта t, 0С	Время течения реакции τ, с	V = 1/τ

Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от температуры.

Задачи

1. В системе CO + Cl₂ = COCl₂ концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль¤л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,08 моль¤л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

2. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию оксида углерода (II) уменьшить в 4 раза?

2СO + O₂ = 2СO₂.

3. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении объема каждой из систем в 3 раза?

а) S(к) + О₂ (г) = SO₂ (г) б) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃.

4. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличение давления в каждой из этих систем в 3 раза?

а) CH₄ (г) +2O₂ = CO₂ (г) + 2H₂O (пар); б)2NO₂ = 2NO + O₂ .

6. При 200⁰C некоторая реакция протекает за 20 минут. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее при: а) 230 ⁰C; б) 150 ⁰С.

7. На сколько градусов следует понизить температуру в реакционной смеси для уменьшения скорости реакции в 27 раз, если температурный коэффициент этой реакции равен 3?