Лабораторная работа № 2. Скорость химических реакций. Химическое равновесие.

Опыт 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции в гомогенной системе.

а) Взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой

Реакция тиосульфата натрия с серной кислотой протекает по уравнению:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S↓ + SO₂↑ + H₂O

Выполнение работы. Предварительно проделать качественную реакцию, для чего в пробирку внести 10 капель раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) и 1 каплю 2 н раствора серной кислоты (H₂SO₄). Наблюдать появление слабой опалесценции (сине-фиолетовое свечение) и дальнейшее помутнение раствора от выпавшей свободной серы.

В трех сухих пробирках приготовить растворы тиосульфата натрия различных концентраций. Для чего: в 1-ю пробирку внести 5 капель 1 н раствора тиосульфата натрия и 10 капель дистиллированной воды, во 2-ю - 10 капель тиосульфата натрия и 5 капель воды, в 3-ю – 15 капель тиосульфата натрия. Растворы в первой и второй пробирках тщательно перемешать. Таким образом, относительная концентрация Na₂S₂O₃ (в моль) будет в пробирке №1–1С, в пробирке №2 – 2С, в пробирке №3–3С.

Включить секундомер, затем в пробирку №1 внести одну каплю 2 н раствора серной кислоты, тщательно перемешать. По секундомеру измерить время от момента добавления кислоты до появления в растворе заметной опалесценции (сине-фиолетовое свечение). Также последовательно внести по одной капле раствора серной кислоты в пробирки №2 и №3 и измерить время от момента добавления H₂SO₄ до появления в растворе заметной опалесценции.

Данные опыта занести в таблицу

Запись данных опыта..

№ пробирки	Число капель Na2S2O3	Число капель H2O	Число капель H2SO4	Концентра-ция Na2S2O3	Время τ, сек	Скорость Реакции 1/τ
1	10	0	1	Качественная реакция
2	5	10	1	1С
3	10	5	1	2С
4	15	0	1	3С

Начертить график зависимости скорости реакции от концентрации одного из реагирующих веществ. На оси абсцисс отложить в определенном масштабе относительные концентрации тиосульфата натрия, на оси ординат – соответствующие им скорости. Сформулировать и написать вывод в соответствии с законом действия масс

Опыт 2. Смещение химического равновесия обратимых реакций

а) Влияние концентрации реагирующих веществ на смещение равновесия

Выполнение работы. В четыре конические пробирки внести по 5 капель 0,0025 н раствора хлорида железа (III) (FeCl₃) и по 5 капель 0,0025 н раствора тиоцианата (роданида) калия (KSCN). Растворы тщательно перемешать и поставить в штатив. Напишем уравнение реакции:

FeCl₃ + 3KSCN ↔ Fe(SCN)₃ + 3KCl

Пробирку №1 с полученным раствором (контроль) сохранить для сравнения с результатами опытов. В остальные пробирки добавить следующие реактивы: в пробирку №2 – 1 каплю насыщенного раствора хлорида железа (III), №3 - 1 каплю насыщенного раствора тиоцианата калия, №4 - 1 каплю насыщенного раствора хлорида калия (KCl). Сравнить интенсивность окраски полученных растворов с интенсивностью окраски контрольного раствора.

Запись данных опыта. Записать свои наблюдения. Написать кинетические уравнения для прямой и обратной реакций и выражение константы равновесия. Ответьте на следующие вопросы: 1. Какие вещества находятся в исследуемом растворе в состоянии равновесия? 2. Какое вещество придает раствору кроваво-красную окраску? 3. Как изменяется интенсивность окраски раствора, и в каком направлении смещается равновесие данной равновесной системы при добавлении избытка: а) хлорида железа (III); б) тиоцианата (роданида) калия; в) хлорида калия?

Сформулировать и написать вывод в соответствии с принципом Ле Шателье.