Опыт 4. Влияние катализатора на скорость реакции

Практическая работа

Скорость реакции и факторы, которые на нее влияют

 

Опыт 1. Влияние поверхности соприкосновения на скорость

 

Зависимость скорости реакции от поверхности соприкосновения рассматривается на примере реакции соляной кислоты с цинком в гранулах и в тонких пластинках.

 

Порядок работы:

1. Запишите уравнение реакции.

2. Соберите прибор, следуя указаниям учителя.

3. Поместите в первую пробирку одну гранулу цинка (примерно 0,3 г цинка).

4. Поместите во вторую пробирку три пластинки цинка (примерно 0,3 г цинка).

5. В обе пробирки налейте соляную кислоту примерно до трети высоты пробирки.

6. Закройте обе пробирки пробками с газоотводными трубками.

7. Приготовьте секундомер и запустите его, одновременно погрузив концы газоотводных трубок в цилиндры с вытесняемой водой.

8. Зафиксируйте в обоих опытах время, которое требуется, чтобы выделяющийся газ вытеснил воду до отметки 10 мл.

9. Перепишите в тетрадь и заполните таблицу 1. Рассчитайте скорость реакции по выделяющемуся водороду в моль/с в первом опыте и во втором опыте.

10. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от поверхности соприкосновения.

Таблица 1

Результаты исследования зависимости скорости реакции от поверхности соприкосновения

	Время до вытеснения воды до заданной отметки, с	Объем выделившегося водорода, л	Количество выделившегося водорода, моль	Скорость реакции, моль/с
Раствор 1
Раствор 2

 

Опыт 2. Влияние температуры на скорость реакции

 

Зависимость скорости реакции от температуры рассматривается на примере реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия в кислой среде при разных температурах:

H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → CO₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

 

Порядок работы:

1. Отмерьте в измерительном цилиндре 20 мл воды. Перелейте воду в стакан и растворите в ней щавелевую кислоту (всю), помешивая стеклянной палочкой.

2. Полученный раствор щавелевой кислоты разделите поровну между двумя стаканами.

3. Одну порцию раствора нагрейте. Для этого перелейте раствор в пробирку, установите пробирку в электронагреватель и доведите раствор до кипения. Перелейте обратно в стакан.

4. Добавьте в оба стакана с щавелевой кислотой реагенты. Сначала – по 10 мл раствора серной кислоты в каждый стакан, затем, синхронно – по 5 мл раствора перманганата калия. Перед добавлением перманганата калия запустите секундомер.

5. Измерьте термометром температуру растворов (сначала – холодного, затем – горячего).

6. Зафиксируйте время до полного обесцвечивания первого раствора и второго раствора.

7. Перепишите в тетрадь и заполните таблицу 2.

8. Используя выполненные измерения, рассчитайте температурный коэффициент реакции. Расчеты запишите.

9. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

10. * Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты в уравнении реакции.

Таблица 2

Результаты исследования зависимости скорости реакции от температуры

Температура первого раствора (холодного), Т1	Температура второго раствора (горячего), Т2	Время протекания реакции в первом растворе, t1	Время протекания реакции во втором растворе, t2

 

Опыт 3. Влияние концентрации на скорость реакции

 

Зависимость скорости реакции от концентрации исследуется на примере окислительно-восстановительной реакции между тиосульфатом натрия и серной кислотой:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + S + SO₂ + H₂O

 

Порядок работы:

1. Опыт ставится параллельно в двух стаканах. В один стакан отмерьте измерительным цилиндром и налейте 20 мл раствора тиосульфата натрия, в другой стакан – 10 мл этого раствора и добавьте 10 мл воды. Таким образом, концентрация во втором стакане будет в два раза меньше.
2. В двух цилиндрах приготовьте по 5 мл раствора серной кислоты.
3. Приготовьте секундомер и запустите его одновременно вылив серную кислоту в оба стаканчика с тиосульфатом натрия. Размешайте содержимое стаканчиков.
4. Зафиксируйте время до появления устойчивой непрозрачной желтой окраски (осадок серы) в первом стакане и втором стакане.
5. Рассчитайте, во сколько раз (примерно) скорость реакции в первом стакане больше, чем во втором.
6. Определите частный порядок реакции по тиосульфату натрия.

7. * Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты в уравнении реакции.

Опыт 4. Влияние катализатора на скорость реакции

 

Зависимость скорости реакции от катализатора исследуется на примере реакции разложения пероксида водорода с образованием воды и кислорода. Исследуются два катализатора: неорганический – оксид марганца (IV) и органический – ферменты (в овощах или в мясе).

 

Порядок работы:

1. Запишите уравнение реакции.

2. В две пробирки налейте до четверти высоты раствор пероксида водорода.

3. Убедитесь, что без катализатора разложения пероксида не происходит.

4. Добавьте в одну пробирку оксид марганца (IV) – на кончике шпателя. С помощью тлеющей лучинки убедитесь, что выделяется кислород.

5. Добавьте в другую пробирку растительный или животный препарат, содержащий ферменты.

6. Сравните визуально скорость реакции в обеих пробирках.

 

Указания для учителя

Концентрация соляной кислоты в первом опыте – 1:1

Масса щавелевой кислоты – 0,6 г

Концентрация серной кислоты - 1:5

Концентрация раствора марганцовки – слабый раствор (средней яркости)

Концентрация раствора тиосульфата: 4 г соли на 100 г воды