Задания для самостоятельной работы

1. Соли железа и олова смешали таким образом, чтобы концентрации ионов в растворе стали: железа (III) и олова (II) по 0,01 моль/л; железа (II) и олова (IV) по 0,001 моль/л. В каком направлении будет протекать редокс-процесс в этой системе?

2. Смешали 15 мл раствора хлорида железа(III) с концентрацией 0,05 моль/л и 25 мл раствора сульфата железа(II) с концентрацией 0,01 моль/л. Вычислите величину редокс-потенциала этой системы при 298 К.

3. Определите направление протекания процесса в стандартном состоянии и рассчитайте константу равновесия:Fe+Tl³⁺↔Fe²⁺+Tl⁺

Защита модуля 1 Химическая термодинамикаи направление процессов.

Дата _________

Ф.И.О. _______________________ группа _______ Билет № ________

Занятие 5

Химическая кинетика. Дата_________ Лабораторная работа №________ Определение кинетических характеристик реакции окисления иодид-ионов пероксидом водорода.

Цель работы. Научиться экспериментальным путем определять кинетические параметры: константу скорости, порядок и период полупревращения реакции.

Оборудование и реактивы.Секундомер, бюретка, воронка, мерный цилиндр вместимостью 50 мл, мерная пробирка вместимостью 10 мл, коническая колба вместимостью 250 мл, капельницы, термометр. Растворы пероксида водорода, иодида калия, тиосульфата натрия, серной кислоты, молибдата аммония, крахмала.

Сущность работы. Пероксид водорода в кислой среде медленно окисляет иодид-ионы:

H₂O₂ + 2I^-+ 2H⁺®I₂+ 2H₂O

Скорость реакции измеряется по количеству выделенного иода, для чего в реакционную смесь периодически добавляют по 1 мл раствора тиосульфата натрия, реагирующего с иодом:

I₂+ 2S₂O₃^2-®2I^-+S₄O₆^2-

Каждую новую порцию тиосульфата натрия добавляют после того, как ранее введенный в смесь тиосульфат натрия полностью прореагирует с выделившимся иодом. Для фиксирования момента окончания реакции в смесь добавляют крахмал, образующий с иодом соединение синего цвета.

Иодид калия и серная кислота берутся в большом избытке, в этом случае реакция протекает по первому порядку. Кроме того, концентрация иодид ионов поддерживается практически постоянной за счет постоянного восполнения при окислении тиосульфата.

Для быстрого окончания реакции после проведения заданного числа измерений в раствор добавляется катализатор (молибдат аммония).

Ход работы.

1. Готовят реакционную смесь:

• 50 мл раствора иодида калия (цилиндром)

• 5 мл раствора серной кислоты (мерной пробиркой)

• 1 мл раствора тиосульфата натрия (из заполненной бюретки)

• 5 капель крахмала

• 5 мл раствора пероксида водорода (из заполненной бюретки)

2. Фиксируют время в момент появления синего окрашивания. Проводят 5 измерений времени.

3. Измеряют объем раствора тиосульфата натрия, необходимый для реакции со всем выделившимся иодом. Для этого в реакционную смесь добавляют насыщенный раствор молибдата аммония и титруют раствором тиосульфата натрия из бюретки до исчезновения синей окраски. Результат титрования (Vo) заносят в таблицу.

4. Измеряют температуру реакционной смеси (Т₁) и заносят в таблицу.

Обработка результатов эксперимента. Для расчета константы скорости реакции (k) используют формулу, гдеV_t– объем раствора тиосульфата натрия, добавленный к моменту времениt.

Константу скорости рассчитывают для всех проведенных измерений и вычисляют ее среднее значение (k_ср).