Модуль 1. Теоретические основы химии
Лабораторная работа № 3
Тема: Химическая кинетика. Скорость химической реакции.
Химическое равновесие.
Химическая кинетика - раздел химии, изучающий скорость и механизмы химических реакций, а также их зависимость от различных факторов.
Скорость химической реакции - это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени при неизменном объеме системы.
Скорость химических реакций зависит от следующих факторов: от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, присутствия катализаторов, для твердых веществ - от степени измельчения.
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ выражается основным законом химической кинетики:
Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации
Реагирующих веществ, возведенных в степени их стехиометрических
Коэффициентов
υ=
где к - константа скорости реакции,
СА и СB- молярные концентрации веществ А и В,
m и n- стехиомегрические коэффициенты реагирующих веществ.
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа:
При повышении температуры на каждые 10° скорость большинства реакций
Увеличивается в 2-4 раза.
υt2=
где υt1 и υt2 - скорости реакции при начальной (ti) и конечной (t2) температурах, j - температурный коэффициент скорости реакции.
Скорость химической реакции может изменяться под воздействием веществ, количество и природа которых после реакции остаются неизменными.
Катализаторы - это вещества, увеличивающие скорость реакции.
Ингибиторы - это вещества, препятствующие протеканию реакций.
Химические реакции, протекающие в присутствии катализатора, называются каталитическими.
Цель работы: изучение зависимости скорости химической реакции от природы реагирующих веществ и условий протекания реакции: концентрации, температуры, присутствия катализаторов; изучение влияния концентрации реагирующих веществ на направление смещения химического равновесия.
Приборы и оборудование: штатив с пробирками, бюретки, горелка, шпатель, капельницы, секундомер, химический стакан,
Реактивы и растворы: серная кислота (1М раствор), тиосульфат натрия (1М раствор), хлористый аммоний (1М раствор), гидроксид натрия (1М раствор), металлический алюминий, алюминиевая пыль, сухой иод, хлорид железа (III) (0,005М раствор и насыщенный раствор), роданид калия (0,015М раствор), кристаллический хлорид калия.
Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ. Взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой.
Врезультате реакции сера выпадает в виде осадка, который легко обнаруживается.
В одну пробирку налейте из бюретки 8 мл раствора тиосульфата натрия, во-вторую - 4 мл раствора тиосульфата натрия и 4 мл воды, в третью - 2 мл тиосульфата натрия и 6 мл воды. Таким образом, при одинаковом общем объеме растворов концентрации тиосульфата натрия в пробирках относятся, как 1:0,5:0,25.
Включите секундомер и одновременно в первую пробирку добавьте 2 мл раствора серной кислоты. Отмерьте время от момента добавления кислоты до появления в растворе опалесценции.
Аналогично проделайте опыт со второй и третьей пробирками. Результаты наблюдений запишите в виде таблицы. Сделайте вывод, как влияет концентрация на скорость реакции.
N пробир ки | Объем, мл | Относительная концентрация | Время течения реакции, t | Условная скорость реакции, V | ||
Na2S2O3 | Н20 | H2SO4 | ||||
- | ||||||
0,5 | ||||||
0,25 |
Опыт 2. Влияние температуры на скорость химической реакции. Взаимодействие хлористого аммония с едким натром.
К 1 мл раствора хлористого аммония прибавьте 0,5 мл раствора едкого натра. Запах выделяющегося аммиака ощущается лишь слегка. Пробирку с раствором нагрейте -чувствуется сильный запах аммиака. Напишите уравнение реакции получения аммиака при взаимодействии NH4CI и NaOH.
Сделайте вывод о влиянии повышения температуры на скорость реакции.