Лабораторна робота 4 Хімічна кінетика і хімічна рівновага
Правила техніки безпеки: дотримуватися загальних правил безпеки при роботі в хімічних лабораторіях.
Необхідні прилади і реактиви: секундомір, пробірки, термометри, електроплитка, розчини: тіосульфат натрію Na2S2O3 (1н); сірчана кислота Н2SO4 (2н), хлорид заліза (ІІІ) (0,0025 н) і насичений, роданид амонію (0,0025 н) і насичений, дистильована вода.
Виконання дослідів.
Дослід 1. Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів
Взаємодія тіосульфату натрію з сірчаною (сульфатною) кислотою:
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S + H2O
У першу пробірку додати 5 крапель розчину тіосульфату натрію і 10 крапель води, у другу пробірку – 10 крапель тіосульфату натрію і 5 крапель води, у третю – 15 крапель тіосульфату натрію. Після цього у кожній пробірці кількість крапель розчинів становитиме 15 крапель. Тобто об’єм однаковий. Першу і другу пробірку обережно струснути. Таким чином, концентрація Na2S2O3 буде:
в пробірці №1 – С моль/л;
в пробірці №2 – 2С моль/л;
в пробірці №3 – 3С моль/л
В першій пробірці концентрація Na2S2O3 найменша, у другій – подвійна, у третій – утроє більша, ніж у першій. Відповідно й швидкості реакцій в умовних одиницях
(t – час появи мутності ) будуть різни.
В пробірку №1 додати 1 краплю розчину H2SO4 струснути пробірку і фіксувати секундоміром момент виділення сірки (появи коломуті). Той же дослід виконати у пробірках №2 і №3. Дані досліду звести в таблицю 3.1:
Таблиця 3.1 Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів
|
№ пробірки |
Кількість крапель розчину |
Конц. Na2S2O3 |
Час появи помут-ніння, t (сек.) |
Швид-кість | ||
|
Na2S2O3 |
H2O |
H2SO4 | ||||
|
1 |
5 |
10 |
1 |
1C |
|
|
|
2 |
10 |
5 |
1 |
2C |
|
|
|
3 |
15 |
– |
1 |
3C |
|
|
Використовуючи дані досліду, побудувати графік залежності швидкості реакції від концентрації взаємодіючих речовин, відкладаючи на вісі ординат значення швидкості реакцій, а на вісі абсцис – концентрації розчинів. Зробити відповідний висновок.
Дослід 2. Залежність швидкості реакції від температури.
Взаємодія тіосульфату натрію з сірчаною (сульфатною) кислотою.
Додати в 3 пробірки по 10 крапель 1н розчину Na2S2O3. Витримати їх 4-5 хвилин в стакані з водою кімнатної температури (стакан з водою є термостатом). В одну із пробірок додати 1 краплю розчину Н2SO4, струснути і зафіксувати момент появи каламуті (не виймаючи після змішування розчини з термостата).
Підігріти стакан з водою на 100С вище температури попереднього досліду і повторити дослід в пробірці №2. Зафіксувати час появи каламуті.Стакан з водою і пробіркою №3 підігріти ще на 100С вище і повторити дослід в пробірці №3. Дані досліду звести в таблицю 3.2:
Таблиця 3.2 Залежність швидкості реакції від температури
|
№ пробірки |
Кількість крапель розчину |
Темпера- тура,0С |
Час появи каламуті t, сек |
Швидкість
| |
|
Na2S2O3 |
Н2SO4 | ||||
|
1 |
10 |
1 |
|
|
|
|
2 |
10 |
1 |
|
|
|
|
3 |
10 |
1 |
|
|
|
Зробити висновок щодо залежністі швидкості реакції від температури.
Дослід 3. Зміщення рівноваги при зміні концентрації реагентів
Додати в чотири пробірки 5-7 крапель розведенного розчину хлориду заліза (ІІІ) й стільки ж розчину роданиду амонію. Обережно струснути пробірки і помістити в штатив. Одна з пробірок є еталонною, її залишити для порівняння. Далі додати в першу пробірку – 1краплю насиченого розчину роданида амонію, в третю – декілька кристалів хлорида амонію. Як змінюється колір в першій, другій та третій пробірці? Зміна кольору пояснюється порушенням хімічної рівноваги в той або інший бік, що зрозуміло з аналізу константи хімічної рівноваги реакції:
FeCl3 + 3NH4CNS Fe(CNS)3 + 3NH4Cl
Записати спостереження і вираз константи хімічної рівноваги.