Скорость химических реакций

Как известно из химической термодинамики, о принципиальной осуществимости процесса судят по величине изменения энергии Гиббса. Условием самопроизвольного процесса является неравенство

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

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

В работе исследуют влияние концентрации веществ на скорость взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой

Nа₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Nа₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O.

О скорости протекания реакции можно судить по времени, пройденному от начала реакции до появления серы в растворе в виде мути.

В стакан емкостью 50 мл налить указанное в таблице количество миллилитров 0,5 М раствора тиосульфата натрия и воды. Пользуясь мерной посудой, в пробирку налить 6 мл 0,5 М раствора серной кислоты. Вылить в стакан содержимое пробирки, быстро перемешать и зафиксировать время от момента сливания до появления мути. Скорость реакции определить как величину, обратно пропорциональную найденному времени. Повторить опыты, уменьшая концентрацию тиосульфата натрия согласно таблице. Полученные данные записать в таблицу.

Результаты наблюдений представить в виде графика. По оси абсцисс отложить относительную концентрацию раствора тиосульфата натрия, по оси ординат – скорость реакции.

Сделать вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Опыт 2. Влияние температуры на скорость химической реакции

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

а) Налить в две пробирки по 3 мл 2Н раствора соляной кислоты. В одну пробирку поместить кусочек мела, а в другую примерно такое же количество мелового порошка. В какой из пробирок реакция протекает быстрее и почему. Написать уравнение реакции мела с соляной кислотой.

Опыт 4. Влияние катализатора на скорость химической реакции.

а) Гетерогенный катализ. В три пробирки налить по 2 мл 3%-ного раствора перекиси водорода. В одну присыпать небольшое количество оксида марганца (IV), в другую – оксида кремния (IV), в третью – оксида железа (III). Наблюдать разложение пероксида водорода. Выделяющийся газ идентифицировать с помощью тлеющей лучинки. С одинаковой ли скоростью протекает процесс? Записать уравнение реакции.

б) Гомогенный катализ. В две пробирки налить по 3 мл 0,5 М раствора серной кислоты. В каждую пробирку поместить по кусочку цинка и добавить с помощью пипетки по 5 капель 0,1 М раствора манганата (VII) калия, перемешать до равномерного распределения окраски по всему объему. Одну пробирку оставить в качестве эталона, а в другую добавить несколько кристалликов нитрата (V) калия в качестве катализатора. В какой пробирке раствор быстрее обесцвечивается? Записать суммарную реакцию, протекающую в пробирках.

Каталитическое действие иона NO₃^– обусловлено тем, что нитрат (V) калия восстанавливается атомарным водородом, выделяющимся при взаимодействии цинка с серной кислотой, значительно быстрее, чем манганат (VII) калия. Образующийся нитрат (III) калия легко восстанавливает манганат (VII) калия в кислой среде.