Опыт 2. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ можно изучить на примере реакции взаимодействия раствора тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ и серной кислоты:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + H₂O + SO₂ + S

помутнение раствора.

Скорость реакции измеряется временем от начала сливания растворов до появления во всех опытах одинаковой плотности мути суспензии образовавшейся серы.

В три пробирки налейте раствор тиосульфата натрия и воду в количествах, указанных в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Номер пробирки	Объем, количество капель			Условная концентрация Na2S2O3	Время до на-чала помутнения, (), с	Условная скорость реакции,  = (1/), с^–1
	Na2S2O3	H2O	Н2SO4
1	4	8	1	1
2	8	4	1	2
3	12	–	1	3

В первую пробирку добавьте каплю серной кислоты, сразу включите секундомер, одновременно перемешивая раствор. Как только в растворе появится муть, остановите секундомер, замерьте время и запишите его в табл. 1.

Повторите то же с пробирками 2 и 3 и заполните табл. 2.

Постройте график зависимости скорости реакции от концентрации Na₂S₂O₃: по оси абсцисс – концентрация тиосульфата натрия, по оси ординат – условная скорость реакции. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия в растворе.

Опыт 3. Зависимость скорости реакции от температуры

Влияние температуры на скорость химической реакции может быть изучено также на примере реакции, описанной в опыте 2.

Данные опыта 1 перенесите из табл. 2 в табл. 3. Укажите значение комнатной температуры (Т₁), при которой проводился опыт 1.

Заполните по две пробирки 1 и 2 в соответствии с данными табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Номер опыта	Объем, количество капель			t, С	1/Т	Время до начала помутнения , с	Условная скорость реакции,  = (1/), с^–1	lg,v
	Пробирка 1	Пробирка 2
	Na2S2O3	H2O	Н2SO4
1	4	8	1
2	4	8	1
3	4	8	1

Четыре пробирки и термометр поместите в стакан с горячей водой, температура которой на 10^о выше комнатной, выдержите их в стакане 5 мин. Быстро выньте по одной пробирке (1-ю и 2-ю) и смешайте растворы. Отметьте время до начала помутнения. Данные (температура опыта и время до начала помутнения) занесите в результаты опыта 2.

Добавьте в стакан горячей воды, чтобы температура поднялась еще на 10, выньте оставшиеся пробирки 1 и 2, быстро слейте растворы. Отметьте время до начала помутнения. Данные (температура опыта и время до помутнения) занесите в результаты опыта 3.

Рассчитайте значение температурного коэффициента по формуле, исходя из опытных данных:

.

Постройте график зависимости скорости реакции от температуры, отложив по оси абсцисс температуру, а по оси ординат величины 1/.

Сделайте вывод, как влияет изменение температуры на скорость химической реакции.

Постройте график зависимости логарифма скорости реакции от обратной величины абсолютной температуры. Из графика определите тангенс угла наклона и вычислите энергию активации:

Е_а = 2,3R tg.

Рассчитайте энергию активации по уравнению Аррениуса:

для температур Т₁ и Т₂, Т₂ и Т₃, а также среднюю Е_а.

Сравните значения Е_а, полученные графическим и аналитическим методами.