Лабораторная работа №4. «Химическая кинетика и химическое равновесие»

«Химическая кинетика и химическое равновесие»

Цель работы- изучение скорости химической реакции и ее зависимости от различных факторов: природы реагирующих веществ, концентрации, температуры. Экспериментальное подтверждение принципа Ле-Шателье.

Приборы и реактивы:

Лабораторная посуда

Секундомер

Лабораторные водяные термостаты

Реактивы:

№ опыта	Реактивы	№ капель-ницы
Формула	Название	Концентрация
	Na2S2O3	тиосульфат натрия	1 н.
	H2SO4	серная кислота	2 н.
	H2O	дистиллированная вода	-
	Na2S2O3	тиосульфат натрия	1 н.
	H2SO4	серная кислота	2 н.
	KCl	хлорид калия	твёрдый	-
	FeCl3	трихлорид железа	0,0025 н.
	FeCl3	трихлорид железа	Твёрдый	-
	KCNS	роданид калия	0,0025
	KCNS	роданид калия	твёрдый	-

Методика проведения исследования:

Опыт 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой.

Выполнение работы.

Реакция между тиосульфатом натрия и серной кислотой может быть выражена общим уравнением:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Проделайте предварительно опыт качественно. Для этого вносите в пробирку 5 – 10 капель 1 н. раствора тиосульфата натрия и 3 – 5 капель 2 н. раствора серной кислоты. Выделяющаяся сера делает раствор мутным.

Для проведения опыта приготовьте в трёх пробирках равные объёмы растворов тиосульфата натрия различной концентрации, добавив в две пробирки воду, как указано в следующей таблице:

№ пробирки	Количество капель раствора Na2S2O3	Количество капель воды H2O	Количество капель H2SO4	Общий объём раствора (число капель)	Условная концентрация Na2S2O3 моль/л	Время течения реакции (число ударов метронома) t	Скорость реакции в условных единицах 1/t
					С
					2 С
		-			3 С

 

Пробирки № 1 и № 2 осторожно встряхните и поставьте в штатив. Включите метроном или секундомер. В пробирку № 1 добавьте одну каплю 2 н. раствора серной кислоты. По метроному или по секундомеру определите время с момента добавления кислоты до помутнения раствора.

Опыт повторите поочерёдно с пробирками № 2 и № 3.

Все данные опыта занесите в таблицу.

Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Как согласуются ваши наблюдения с законом действия масс?

На миллиметровой бумаге начертите график зависимости скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия. Для этого на оси ординат отложите относительную скорость в условных единицах, по оси абсцисс - концентрации тиосульфата натрия.

 

Опыт 2. Влияние температуры на скорость химической реакции

Выполнение работы.

Проверьте температуру воды в трёх термостатах: в одном из них она должна иметь комнатную температуру, во втором – на 10⁰С выше, в третьем – на 10⁰ выше, чем во втором.

В одно из свободных отверстий в крышке каждого стакана вставьте коническую пробирку с 2 н. раствором серной кислоты и опущенной в неё пипеткой. В другое отверстие поместите пробирку с 10 каплями 1 н. раствора тиосульфата натрия. Через 10 – 15 минут включите метроном или секундомер. Не вынимая пробирку с тиосульфатом натрия из термостата № 1, добавьте в неё одну каплю 2 н. серной кислоты из пробирки, находящейся в том же термостате.

По ударам метронома (или по секундомеру) отсчитайте время до появления заметной мути. Повторите опыт с растворами тиосульфата и серной кислоты в термостатах № 2 и № 3, измеряя время течения реакций, как и в первом случае.

 

Данные наблюдений занесите в таблицу:

№ наблюдения	Температура опыта	Время течения реакции (число ударов метронома), t	Скорость в условных единицах, 1/t

 

Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от температуры. Какие значения принимает температурный коэффициент для большинства химических реакций?

На миллиметровой бумаге начертите график зависимости скорости реакции от температуры. Для этого на оси абсцисс отложите в температуру процесса на ординате относительную скорость протекания реакции в условных единицах.

Опыт 3. Химическое равновесие и его смещение.