Главная | Обратная связь

Порядок выполнения работы

 

Опыт №1. Влияние концентрации тиосульфаты натрия на скорость его разложения в кислой среде.

Табл. 1. Приготовление растворов.

 

№ пробирки	Число капель
Na2S2O3	H2O	H2SO4	Всего
		-

 

Табл. 2. Результаты опыта.

 

№ пробирки	С(Na2S2O3) отн. ед.	lnCотн (Ci/C1)	Время реакции,τ, с	Скорость реакции, с-1
				4,8 . 10-2
		0,693		14,3. 10-2
		1,1		20 . 10-2

 

Найдем значения скорости реакции:

 

 

1. График зависимости скорости реакции

от концентрации тиосульфата натрия.

 

2. График зависимости логарифма

относительной концентрации от

времени протекания реакции.

 

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ ⇄ Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S¯,

протекает в три стадии:

 

1. Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = H₂S₂O₃ +Na₂SO₄

2. H₂S₂O₃ = H₂SO₃ + S ¯

3. H₂SO₃ = SO₂ + H₂O,

 

из которых реакции первой и третьей стадий идут практически мгновенно, а реакции второй стадии – медленно. Именно она и определит скорость суммарного процесса, т.е. будет зависеть только от концентрации тиосерной кислоты Н₂S₂O₃, количество которой пропорционально количеству тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ при наличии избытка серной кислоты. Таким образом, кинетическое уравнение запишется:

 

 

Вывод: Закон действия масс в нашем опыте подтвердился. При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, что видно из графика № 1 «График зависимости скорости реакции

от концентрации тиосульфата натрия».

 

Опыт №2. Влияние температуры на скорость реакции разложения тиосульфата натрия в кислой среде.

№ п/п	Температура, °С	Время, t, сек.

 

Зависимость скорости реакции от температуры

№ п/п	Температура T, K	Время реакции t, сек.	Скорость реакции v = 1/τ, с−1	g	Ea, кДж/моль
	296,15		0,027	2,48	68,5
	306,15		0,067
3,37	97,4
	315,15		0,2

 

При обработке результатов эксперимента воспользуемся правилом Вант-Гоффа:

При увеличении температуры на 10 K скорость химических реакций возрастает в 2 – 4 раза

,

где γ – температурный коэффициент скорости реакции.

 

γ₁= 0,067/ 0,027= 2,48

 

 

γ₂= =3,37

 

γ_ср= (2,48+3,37) /2= 2,925

 

Путем проведения опыта было подтверждено эмпирическое правило Вант-Гоффа, только с незначительной погрешностью.

Теперь вычислим энергию активации реакции:

 

где R = 8,31 Дж/моль^.K, T – температура в K, _i = скорость химической реакции.

 

Вывод: Правило Вант-Гоффа в нашем опыте подтвердилось. Исходя из полученных значений температурного коэффициента (2,48; 3,75) мы можем сделать вывод : с повышением температуры скорость реакций увеличивается в 2-4 раза.

 

Опыт №5. Влияние концентраций реагентов на равновесие обратимой реакции между хлоридом железа (III) и тиоцианатом аммония.

 

FeCl₃ + 3NH₄CNS = Fe(CNS)₃ + 3NH₄Cl

Налили в химический стаканчик по 5 капель растворов хлорида железа (III) и тиоцианата аммония, перемешали и разлили в 4 пробирки.

I.Без добавок реакция прошла плавно и получился оранжевый раствор.

II.Здесь мы добавили FeCl₃ (конц.), раствор окрасился в темно-оранжевый цвет; химическое равновесие сместилось вправо.

III.После добавления NH₄CNS (конц.)раствор окрасился в темно-красный цвет; химическое равновесие сместилось вправо.

IV.Затем добавили NH₄Cl,раствор окрасился в желтоватый цвет, а химическое равновесие сместилось влево.