Цель работы: Изучение влияния различных факторов на протекание химических реакций.
Теория:Основные понятия и величины в химической термодинамике. Внутренняя энергия, работа и энтальпия системы. Первый закон термодинамики. Направление и предел протекания процессов в изолированных системах. Энтропия, энергия Гиббса. Второй закон термодинамики. Скорость химической реакции в гомогенных и гетерогенных системах. Влияние различных факторов на скорость реакции в гетерогенных системах. Катализ и катализаторы. Механизм действия катализаторов. Кинетические представления о химическом равновесии. Обратимые и необратимые химические реакции. Константа химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Факторы, влияющие на смещение химического равновесия.
Мел или мрамор (кусочки и порошок), MnO2, KCl; растворы: H2SO4 (1 М), HCl (2 М), KOH (2 М), H2O2 (30%-ный), FeCl3 (0,001 М и 0,1 М), KNCS (0,001 М и 0,1 М), K2CrO4 (0,1 М), Na2S2O3 (0,1 М); дистиллированная вода.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ
В три большие пробирки налейте 0,1 М раствор Na2S2O3 и H2O, в другие три пробирки – 1 М раствора H2SO4 по приведенной ниже схеме (см. таблицу).
Попарно слейте приготовленные растворы Na2S2O3 и H2SO4, начните отсчет времени по секундомеру до начала помутнения.
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S + SO2 + H2O
Постройте график зависимость скорости реакции от концентрации Na2S2O3, откладывая на оси абсцисс концентрацию Na2S2O3, а на оси ординат – величину, пропорциональную скорости.
Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры
Налейте в три пробирки по 5 мл 0,1 М раствора Na2S2O3, в другие три по 5 мл 1 М раствора H2SO4. Разделить их на три пары, по пробирке с Na2S2O3 и H2SO4 в каждой паре. Отметьте температуру воздуха в лаборатории.
Слейте вместе растворы первой пары и запишите время протекания реакции (до появления мути).
Вторую пару пробирок поместите на водяную баню и нагрейте до температуры, превышающей комнатную на 10 °С и запишите время протекания реакции. Повторить опыт с третьей парой пробирок, нагрев их предварительно на 20 °С выше комнатной температуры и запишите время протекания реакции. Запишите результаты в виде таблицы:
Таблица 2
№ пробирки
Температура t, °С
Время до начала помутнения τ, с
Скорость реакции
v = 1 / τ, с–1
Постройте график зависимость между скоростью реакции и температурой.
Опыт 3. Зависимость скорость реакции от площади поверхности реагирующих веществ
Поместите в одну пробирку кусочки, а в другую порошок мрамора (или мела), предварительно взвесив их на технических весах по 0,5 г.
Прилейте в обе пробирки по 5 мл разбавленной HCl.
Запишите время полного протекания реакций. Объясните влияние поверхности реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе.
Опыт 4. Зависимость скорость реакции от катализатора
Налейте в химический стакан 10 мл 3%-ного раствора Н2О2 и поднесите к поверхности тлеющую лучинку.
Затем внесите в этот стакан небольшое количество MnO2 и поднесите вторично тлеющую лучину.
Запишите наблюдения. Составьте уравнения реакций.
Опыт 5. Влияние концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие
В химическом стакане смешайте по 10 мл очень разбавленных (0,001 М) растворов FeCl3 и KNCS. FeCl3 + 3KNCS = Fe(NCS)3 + 3KCl. Полученный раствор разлейте поровну в четыре пробирки, затем добавьте в них следующие вещества по схеме: 1 пробирка: контроль
2 пробирка: + 2-3 капли 0,1 М раствор KNCS
3 пробирка: + 2-3 капли 0,1 М раствор FeCl3
4 пробирка: + несколько кристаллов KCl
Сравните цвета жидкости в пробирках 2-4 с контролем. Наблюдения запишите в виде таблицы:
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг(0.005 сек.)