Когда и что сделать?

Дома перед занятием:

1. Изучите содержание лабораторной работы, подготовьтесь к опросу по данному материалу.

2. В тетради для лабораторных работ сделайте заготовку отчёта о выполнении работы. В начале отчёта укажите дату, номер работы и её название. После этого перепишите в тетрадь названия и методики выполнения опытов из вышеприведенной «Экспериментальной части», оставляя места для записи наблюдений, объяснений, расчётов, ответов на вопросы и выводов.

На занятии:

3. Выполните экспериментальную часть работы, строго следуя инструкции и тщательно записывая промежуточные результаты в отчёт.

4. Уберите своё рабочее место.

Дома после занятия:

5. Выполните необходимые расчёты и запишите их в отчёт.

6. Ответьте письменно в тетради для лабораторных работ на контрольные вопросы:

   1. В чём заключается сущность метода перекристаллизации?

   2. В каких случаях метод перекристаллизации нельзя использовать для очистки веществ? Какие примеси называются изоморфными?

   3. Почему при приготовлении насыщенного раствора KCl необходимо избегать кипения жидкости?

   4. Почему очищенный вами препарат KCl всё же содержит некоторое количество примеси FeСl₃? Как от неё можно избавиться?

============================================================

Лабораторная работа № 3 «скорость химических реакций. Химическое равновесие»

Э к с п е р и м е н т а л ь н а я ч а с т ь

ОПЫТ 1. Изучение зависимости скорости реакции Г. Ландольта от концентраци иодата калия.

Уравнение реакции Г. Ландольта (1886 г):

2KIO₃ + 5Na₂SO₃ + H₂SO₄  I₂ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + H₂O .

Её окончанию соответствует выделение свободного иода, который соединяется с крахмалом, содержащимся в растворе, образуя соединение темно-синего цвета.

Выполнение:

Закрепите в зажимах 3 бюретки и заполните их рабочими растворами:

Первую бюретку – раствором иодата калия, содержащим крахмал; вторую бюретку – раствором сульфита натрия, подкисленным серной кислотой; третью бюретку – дистиллированной водой.

1-а) В пробирку № 1 отмерьте 10 см³ раствора KIO₃, а в пробирку № 2 – 10 см³ раствора Na₂SO₃. Содержимое пробирок быстро смешайте в химическом стакане, включив одновременно секундомер. Определите время появления синей окраски раствора, результат занесите в таблицу 1. Тщательно промойте стакан.

1-б) В пробирку № 1 отмерьте 5 см³ раствора KIO₃ и 5 см³ Н₂О, а в пробирку № 2 – 10 см³ раствора Na₂SO₃. Смешайте растворы в стакане, как в предыдущем опыте, включив одновременно секундомер. Определите время появления синей окраски раствора, результат занесите в таблицу 1. Тщательно промойте стакан.

1-в) В пробирку № 1 отмерьте 2,5 см³ раствора KIO₃ и 7,5 см³ воды, а в пробирку № 2 – 10 см³ раствора Na₂SO₃. Растворы смешайте, как в предыдущих опытах и определите время протекания реакции. Результаты внесите в таблицу 1

Таблица 1

Опыт	Пробирка № 1		Пробирка № 2	Конц. KIO3 после смешив. р-ров, моль/дм^3	Время t, с	Условная скорость, vусл .= 1/t
	Объем р-ра KIO3, см^3	Объем воды, см^3	Объем р-ра Na2SO3, см^3
1-а	10	0	10
1-б	5	5	10
1-в	2,5	7,5	10

Задания:

Заполните таблицу. Учтите, что концентрация KIO₃ в растворе, находящемся в бюретке, равна 0,02 моль/дм³. В опыте 1-а исходный раствор KIO₃ объемом 10 см³ вы разбавили до объема 20 см³. Так как объем раствора увеличился в 2 раза, то концентрация KIO₃ в нем уменьшилась в 2 раза и составили 0,02 : 2 = 0,01 моль/ дм³. Аналогично рассчитайте концентрации KIO₃ в опытах 1-б и 1-в.

Условную скорость реакции вычислите как величину, обратную времени её протекания:

v_{усл .}= 1/t.

Простройте график зависимости условной скорости реакции от концентрации KIO₃.

Оцените кинетический порядок реакции по KIO₃. Сделайте вывод о влиянии концентраций реагентов на скорость реакций.

ОПЫТ 2. Изучение зависимости скорости реакции Г. Ландольта от температуры

Выполнение:

В пробирку № 1 отмерьте 2,5 см³ раствора KIO₃ и 7,5 см³ воды, а в пробирку № 2 – 10 см³ раствора Na₂SO₃. Растворы в пробирках подогрейте в водяной бане на 10 – 30 ^оС. С помощью термометра определите температуру растворов и сразу после этого смешайте их, как в предыдущих опытах. Определите время протекания реакции, результат внесите в таблицу 2.

Таблица 2

Опыт	Пробирка № 1		Пробирка № 2	Температура растворов, °С	Время t, с	Условная скорость, vусл .= 1/t
	Объем р-ра KIO3, см^3	Объем воды, см^3	Объем р-ра Na2SO3, см^3
2	2,5	7,5	10
1-в	2,5	7,5	10

Задания:

Заполните таблицу, внеся в её последнюю строку результаты опыта 1-в. Сравните результаты опытов 2 и 1-в. Рассчитайте примерное значение температурного коэффициента скорости реакции. Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость реакций.

ОПЫТ 3. Изучение влияния сульфата меди(II) на скорость восстановления роданида железа(III).

В данном опыте вы изучите влияние сульфата меди(II) на скорость реакции восстановления роданида железа(III) тиосульфатом натрия:

2Fe(NCS)₃ + 2Na₂S₂O₃ = 2Fe(NCS)₂ + 2NaNCS + Na₂S₄O₆ .

Окончанию данной реакции соответствует полное обесцвечивание раствора.

Выполнение:

Приготовьте исходный раствор роданида железа(III), смешав в пробирке примерно по 2 см³ разбавленных растворов FeCl₃ и KNCS:

FeCl₃ + 3KNCS ↔ Fe(NCS)₃ + 3KCl.

Полученный раствор разделите на 2 части (в 2-х пробирках).

В первую пробирку с раствором роданида железа(III) добавьте 1 каплю раствора тиосульфата натрия, содержимое пробирки перемешайте. Обратите внимание на скорость обесцвечивания раствора.

В другую пробирку с раствором роданида железа(III) добавьте 1 каплю очень разбавленного раствора сульфата меди(II), а затем 1 каплю раствора тиосульфата натрия. Содержимое пробирки перемешайте. Что наблюдается?

Задания: Запишите наблюдаемые эффекты. Какова роль сульфата меди(II) в процессе восстановления роданида железа(III) тиосульфатом натрия? Сделайте вывод о влиянии катализаторов на скорость химических реакций.

Опыт 4. Изучение влияния концентраций веществ на положение химического равновесия

В этом опыте вы изучите влияние концентраций исходных веществ и продуктов на положение химического равновесия в гомогенной системе:

FeCl₃ + 3KNCS ↔ Fe(NCS)₃ + 3KCl.

Смещению данного равновесия вправо соответствует усиление окраски раствора, а смещению влево – её ослабление.

Выполнение:

Приготовьте гомогенную равновесную систему, смешав в пробирке примерно по 2 см³ разбавленных растворов FeCl₃ и KNCS. Полученный раствор разделите на 3 части (в пробирках). Одну из них оставьте в качестве контрольной.

В первую пробирку добавьте 1 каплю насыщенного раствора KNCS, во вторую – 2–3 шпателя кристаллов KCl. Содержимое пробирок перемешайте и сравните интенсивность окраски в них с интенсивностью в контрольной пробирке.

Задания:

Запишите наблюдаемые эффекты и объясните их. Сделайте вывод о направлении смещения равновесия при изменении концентраций исходных веществ и продуктов реакции. Запишите выражение константы химического равновесия изученного процесса.

ОПЫТ 5. Изучение влияния температуры на положение равновесия в гомогенной системе

В этом опыте вы изучите влияние температуры на положение равновесия процесса

2NO_{2 (г)} ↔ N₂O_{4 (г)} + Q.

Смещению равновесия влево соответствует усиление бурой окраски газа, а вправо – ее ослабление.

Выполнение:

Одну из сообщающихся колб, наполненных смесью оксидов NO₂ и N₂O₄, опустите в стакан с охладительной смесью (NaCl + лёд), а другую – в стакан с горячей водой. Через 1 – 2 минуты сравните интенсивность окраски газа в колбах. Теперь поменяйте колбы местами: охлажденную колбу опустите в стакан с горячей водой, а нагретую – в стакан с охладительной смесью. Наблюдайте за изменением интенсивности окраски газа в колбах.

Задания:

Запишите наблюдаемые явления и объясните их. Сделайте вывод о влиянии температуры на положение химического равновесия. Запишите выражение константы химического равновесия изученного процесса. Пользуясь справочными данными, определите температурные условия осуществления прямой реакции.