5 Тәжірибе. Химиялық реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі

Құрал-жабдықтар: өлшеуіш цилиндр, штативпен пробиркалар, су моншасы, термометр, химиялық стақандар

Реактивтер: 1н натрий тиосульфаты (Na₂S₂O₃) және 0,5н күкірт қышқылы (H₂SO₄)

Жұмыс барысы:

Ескерту: Бұл жұмыста натрий тиосульфаты мен күкірт қышқылы ерітінділерінің концентрациялық қатынастарын тұрақты сақтау қажет!

Үш пробиркаға 8мл-ден натрий тиосульфатын және келесі үш пробиркаға 2мл-ден күкірт қышқылы ерітінділерін құйып дайындап аласыз. Содан кейін бірінші пробиркадағы натрий тиосульфаты ерітіндісін су моншасына салып, 30С температураға дейін қыздырыңыз. Енді осы қызған натрий тиосульфаты ерітіндісінің үстіне 2мл күкірт қышқылын құйып 1-ші тәжірибедегідей лайлану басталғанға дейінгі уақытты белгілейсіз. Екінші және үшінші пробиркалармен де осы үрдісті 40С және 50С температураларда қайталайсыз. Тәжірибе нәтижелерін төмендегі кестеге түсіріңіз:

	Көлем, мл		Температура tС	Реакцияның жүру уақыты , сек	Реакция жылдамдығы V=1/, сек^-1
	Na2S2O3	H2SO4
1	8	2	30
2	8	2	40
3	8	2	50

Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігін график түрінде көрсетіңіз (абцисс өсіне температураның шамасын, ал ордината өсіне реакция жылдамдығының шамасын белгілейді). Осы температуралар аралығында Вант-Гофф ережесінің орындалуы мүмкіндігін анықтап, қорытынды жасаңыз.

6 Тәжірибе. Сутегі пероксидінің каталитикалық айырылуы

Жұмыстың мақсаты: химиялық реакция жылдамдығына катализатордың әсерін байқау

Құрал-жабдықтар: штативпен пробиркалар

Реактивтер: 10%-тік сутегі пероксидінің (Н₂О₂) ерітіндісі және марганец диоксидінің (MnO₂) кристалдары

Жұмыс барысы:

Пробиркаға 10%-тік сутегі пероксидінің ерітіндісінен 0,5мл құйыңыз. Ерітіндіден оттегі газы бөлініп жатыр ма? Енді сол ерітіндіге марганец диоксидінің бірнеше кристалдарын салыңыз да пробирканың ауызына жанған шырпыны әкеліп ұстаңыз. Шырпының жалыны қалай өзгереді? Осы үрдісті түсіндіріңіз.

7 Тәжірибе. Қайтымды реакцияның химиялық тепе-теңдігінің ығысуы

Жұмыстың мақсаты: химиялық тепе-теңдігінің ығысуын байқау

Құрал-жабдықтар: штативпен пробиркалар

Реактивтер: темір хлоридінің (FeCl₃) және калий роданидінің (KCNS) ерітінділері, калий хлоридінің (KCl) кристалдары

Жұмыс барысы:

Пробиркаға 3-5 тамшыдан темір хлориді мен калий тиоцианатының ерітінділерін құйыңыз. Алынған қанды түстес ерітіндінің бояуы сәл түссізденгенше сумен сұйылтады. Ерітіндінің бояуының интенсивтілігі қайтымды реакцияның нәтижесінде түзілген темір роданидінің концентрациясына тәуелді болады:

FeCl₃ + 3KCNS = Fe(CNS)₃ + 3KCl

Сұйытылған ерітіндіні төрт пробиркаға бірдей көлемде құйыңыз. Бірінші пробиркаға темір хлоридінің ерітіндісін, екінші пробиркаға калий роданитінің ерітіндісін құйыңыз, ал үшінші пробиркаға калий хлоридінің бірнеше кристалын салып ерітінді араласу үшін пробирканы шайқаңыз.

Осы пробиркалардағы ерітінділерінің бояуларын бастапқы ерітіндінің түсімен салыстырыңыз (төртінші пробиркадағы ерітінді бақылау ретінде алынады). Байқаған өзгерістерді түсіндіріңіз.

Ерітінділер

Ерітінділер дисперстік жүйелердің бір түрі болып табылады. Дисперстік жүйе дисперстік орта мен фазадан тұрады. Дисперстік жүйе деп бір заттың ішінде /ортасында/ екінші бір заттың ұсақталған /тамшы, газ көпіршіктері, майдаланған қатты бөлшектер/ күйде таралған жүйені айтамыз.

Дисперстік жүйелер дисперстік фаза бөлшектерінің диспетсік дәрежесіне қарай 3 топқа бөлінеді:

1. Ірі дисперсті жүйелер (d>10^-2 нм)

2. Коллоидты жүйелер (d=10^-7 – 10^-9 нм)

3. Нағыз не шынайы ерітінділер(d<10^-9 нм)

Ерітінді ерген зат пен еріткіштен тұрады. Еріткіш дегеніміз еру процесінің барысында өз агрегаттық күйін өзгертпейтін, ерітіндіде массалық үлесі көбірек болатын компонент. Еріткіштің агрегаттық күйіне қарай ерітінділер: газ, сұйық және қатты болып жіктеленеді.

Шынайы ерітінділер деп өзара химиялық әсерлескен екі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұратын, құрамы өзгермелі гомогенді жүйелерді айтады. Көбінесе сұйық ерітінділер, ал оның ішінде еріткіші су болып келетін ерітінділердің іс жүзінде маңызы зор.

Мольдік массасы 5000 г/мольден кіші заттардың ерітінділер төмен молекулалық қосылыстар ерітіндісі деп атайды (ТМҚ), ал мольдік массасы 5000 г/мольден үлкен заттардың ерітінділерін жоғары молекулалық қосылыстар ерітіндісі дейді (ЖМҚ). ТМҚ ерітінділері үш класқа бөлінеді: электролиттер, бейэлектролиттер және амфолиттер.

Кез келген ерітіндінің маңызды сипаттамасы оның құрамы, оны концентрациямен көрсетеді. Ерітіндіде еріген заттың мөлшеріне қарай олар концентрлі және сұйытылған, қанықпаған, қаныққан және аса қаныққан деп бөлінеді. Ерітінді концентрациясы – ерітіндінің не еріткіштің белгілі массасында немесе көлемінде еріген заттың мөлшері. Концентрацияны анықтаудың мынадай тәсілдері бар: проценттік, мольдік, нормальдік, моляльдік концентрациялар, титр және мольдік үлес.

Проценттік концентрация

Мольдік концентрация

Нормальдік концентрация

Моляльдік концентрация

Титр

Мольдік үлес

Концентрацияға тәуелді ерітіндінің қасиеттері коллигативті деп аталады, оларға: 1) ерітінді буының қысымы еріткіш буының қысымынан кем болуы (Раульдың 1-ші заңы); 2) ерітінділердің таза еріткіштерінен төменгі температурада қатуы және жоғары температурада қайнауы (Раульдың 2-ші заңы); 3) ерітіндінің осмос қысымы (Вант-Гофф заңы).

Рауль заңына бағынатын сулы ерітінділер үшін ерітіндінің қату температурасының төмендеуі еріген заттың моляльдік концентрациясына тура пропорционал. Бейэлектролит үшін:

мұнда еріткішпен ерітіндінің қату температураларының айырмасы,

ерітіндінің моляльдік концентрациясы,

еріткіштің криоскопиялық константасы ().

Электролит ерітінділері үшін жоғарыда теңдеуге, электролиттің диссоциациялануы нәтижесінде түзілетін бөлшектердің саны неше есе артқанын көрсететін, Вант-Гоффтың түзету коэффициенті (i) енгізіледі. Электролитер үшін: ал

мұнда n – электролит молекуласы диссоциациялағандағы түзілетін иондар саны, – электролиттің диссоциация дәрежесі.

Ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылауы да моляльдік концентрациясына пропорционал. Электролит ерітіндісі үшін:

мұнда еріткіштің эбулиоскопиялық константасы.

Вант-Гоффтың жуықталған эмпирикалық теңдеуі бойынша бейэлектролит ерітіндісінің осмос қысымы келесі формуламен есептелінеді:

мұнда ерітіндінің мольдік концентарциясы,

R – газ тұрақтысы (0,082немесе),

T – температура, К.

Электролиттер ерітінділерінің осмос қысымын есептегенде теңдеуге i коэффициенті енгізіледі. Бұл теңдеу аса сұйытылған ерітінділер үшін қолданады, себебі ол жағдайда ерітіндінің моляльдігі мен молярлығымен арасында үлкен айырмашалық жоқ.

Биологиялық сұйықтықтардың осмос қысымы ерітіндінің қату температурасының төмендеуі бойынша есептеле алады:

Зертханада ерітіндінің қату (криоскопия әдісі) және қайнау температураларын (эбулиометрия әдісі) немесе осмос қысымын (осмостық әдісі) өлшей отырып, ондағы еріген заттың молекулалық салмағын анықтауға болады.