Опыт 1. Зависимость скорости реакций от концентрации реагирующих веществ.

Эту зависимость удобно наблюдать, проведя реакцию взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой.

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

Наливаем растворы в строгой последовательности.

1. В 4 пронумерованные пробирки наливаем из бюретки раствор тиосульфата натрия (75 г тиосульфата на 1 л воды).

2. Добавляем соответственно в пробирки (см. ниже) дистиллированной воды.

3. В каждую пробирку добавляем серной кислоты (15 мл серной кислоты плотностью 1,84 г/мл на 1 л воды), отмечая по секундомеру момент сливания реактивов и момент появления в их смеси еле уловимой голубоватой мути (опалесценция коллоидной серы), свидетельствующей об окончании реакции.

Выполнять реакции по одной, не спеша.

1 пробирка: 6 мл Na₂S₂O₃ + 0 мл H₂O + 6 мл H₂SO₄

2 пробирка: 4 мл Na₂S₂O₃ + 2 мл H₂O+ 6 мл H₂SO₄

3 пробирка: 3 мл Na₂S₂O₃ + 3 мл H₂O + 6 мл H₂SO₄

4 пробирка: 2 мл Na₂S₂O₃ + 4 мл H₂O + 6 мл H₂SO₄

Таким же образом провести опыты с тремя оставшимися пробирками. Полученные результаты занести в таблицу.

3. расчеты.

Таблица 1

№ п/п	Vр-ра, Na2S2O3	V, H2O	C, Na2S2O3	Соотно- шение концентр.	Время, (сек)	Скорость, ύ = 1/t	Cоотно-шение скорости
1.	6	0	1	3
2.	4	2	2/3	2
3.	3	3	½	1,5
4.	2	4	1/3	1

Вычисления соотношений скорости реакций производится следующим образом. Минимальная скорость принимается за 1 и все другие скорости выражаются в кратных ей значениях.

Пример:

№ п/п	Время, (сек)	Скорость, ύ = 1/t	Cоотношение скоростей
1.	8	1/8	1/8:1/25=3
2.	12	1/12	1/12:1/25=2
3.	17	1/17	1/17:1/25=1,5
4.	25	1/25

По полученным результатам построить график зависимости скорости от концентрации. На оси абсцисс отложить соотношение концентраций, на оси ординат – соотношение скоростей.

Контрольные вопросы и задания.

1. Как изменятся скорости прямых и обратных реакций:

а) H₂ + Cl₂ ↔ HCl в) N₂O₄↔ 2NO₂

б) 2H₂ + O₂ ↔ H₂O г) CO₂ + C ↔ 2CO

если при неизменной температуре в одном случае уменьшить концентрацию каждого вещества в 2 раза, а в другом – увеличить давление в 3 раза?

2. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 1,5. Во сколько увеличится скорость данной реакции при повышении температуры на 30⁰С?

3. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз, если температурный коэффициент скорости равен 3?

4. Написать выражение константы равновесия для реакций:

а) 2NH₃ ↔ 3H₂ + N₂;

б) Fe₃O₄ + 4CO ↔ 3Fe + 4CO₂;

в) 3Fe₂O₃ + H₂ ↔ H₂O (пар) + 2 Fe₃O₄;

г)C + CO₂ ↔ 2CO

В каком направлении сместиться равновесие в каждом случае при увеличении давления?

5. В каком направлении сместиться равновесие следующих обратимых реакций:

а) 2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ + 192,7 кДж

б) N₂O₄ ↔ 2NO₂ – 54,5 кДж

при понижении температуры, при понижении давления?

6. Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных реакций вправо?

а) С + Н₂О (пар) ↔ СО + Н₂ - 129,кДж;

б) 3H₂ + N₂ ↔2NH₃ + 92,2 кДж

7. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе 2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ составили: [SO₂] = 0,04; [O₂] = 0,06; [SO₃] = 0,02 моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации диоксида серы и кислорода.

8. Исходные концентрации монооксида азота и хлора в системе 2NO + Cl₂ ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота.

9. Две реакции протекают при 25⁰С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен: 2,0; второй – 2,5. Найти отношение скоростей этих реакций при 95⁰С.

10. Константа равновесия СО + Н₂О ↔ Н₂ + СО₂ при некоторой температуре равен 1. Каковы будут концентрации всех веществ в момент равновесия, если исходные концентрации были: [CO] =1 моль/л; [H₂O] = 3 моль/л?

11. Во сколько раз изменится скорость реакции образования аммиака 3H₂ + N₂ ↔2NH₃, если концентрацию водорода увеличить в три раза?

12. Что такое энергия активации? Изменится ли скорость реакции от изменения энергии активации? Чему равна энергия активации реакции, если при повышении температуры от 290 до 300⁰К скорость ее увеличится в два раза?