Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» для специальности 5В072700 — «Технология продовольственных продуктов» для специальности 5В072800 — «Технология перерабатывающих производств» (стр. 23 )

Химическая кинетика. Влияние температуры, катализатора и концентрации на скорость реакции 

Цель работы  заключается в исследовании влияния различных факторов ( степени измельчения веществ, концентрации и температуры) на скорость реакций

ОПЫТ 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химических реакций.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ можно изучить  на примере реакции взаимодействия тиосульфата натрия Na2S2О3 и серной кислоты при различных концентрациях тиосульфата натрия.

Na2S203 + H2S04 -> Na2S04 + S02 + H20 + S↓  Скорость реакции измеряется временем от начала смешивания растворов до появления мути во всех опытах  / растворы серной кислоты и тиосульфата натрия отмеряют разными цилиндрами /. В три химических стаканчика налить: В 1-й - 5 мл тиосульфата натрия и 10 мл воды / мерным цилиндром /. Во 2-ой - 10 мл  тиосульфата натрия и 5 мл  воды В 3-ю -  15 мл тиосульфата натрия и воды не добавлять. Затем другим мерным цилиндром влить в каждый стаканчик по 10 мл серной кислоты. Отметить, через какой промежуток времени появится муть в указанном стаканчике. Результаты записать в таблицу.

№ про  бирки	Объем, мл	Общий объем а+б+в	Концен трация, С =  б / 25 а+б+в	Время появл. мути (сек)	Скорость V= 1/ τ
Кислота	Тиосульфат натрия	Вода
1.	10	5	10	25
2.	10	10	5	25
3.	10	15	0	25

Начертить график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. На оси абсцисс отложить в определенном масштабе условные концентрации тиосульфата  натрия (три точки, отстоящие от начала координата на С. 2С. ЗС). На оси ординат соответсвующие им скорости в условных единицах. Линия, соединяющая верхние концы перпендикуляров, будет выражать  графическую зависимость реакции от  концентрации.

ОПЫТ 2. Влияние температуры на скорость химической реакции.

При комнатной температуре налить в пробирку 5 мл раствора тиосульфата натрия и прилить 5 мл серной кислоты разными мерными цилиндрами. Отметить время появления мути. В две другие пробирки налить по 5 мл раствора серной кислоты, 5 мл тиосульфата натрия и поместить в водяную баню, где температура должна быть на 10 ° выше комнатной. Спустя 7-10 минут, не вынимая пробирки с тиосульфатом натрия из стакана с горячей водой добавить в нее содержимое пробирки с серной кислотой, отметить время с момента сливания растворов при помешивании до появления легкого помутнения (опалесценция). Повторить опыт еще два раза, увеличивая температуру на 10 ° С. Сделать вывод о влиянии температуры на скорость реакции. Результаты записать в таблицу. Рассчитать температурный коэффициент скорости реакции. 

№ опыта	Температура раствора	Время до начала появления мути	Температурный коэффициент
1.	T1	τ1	γ1
2.	T2	τ2	γ2
3.	T3	τ3	γ3

Опыт 3. Уравновешивают на весах маленький кусочек мрамора (около 0,2г) и мрамора  в виде порошка. Приготовляют две пробирки  с равным количеством раствора НСІ (около 1/3  пробирки). Одновременно стряхивают с бумажек кусочек в одну пробирку, порошок – в другую.  В какой из пробирок реакция протекает быстрее и почему?

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы: 

1.Сформулируйте закон действия масс и рассмотрите его применение на каком либо конкретном примере.  2.  Какие реакции называются обратимыми?  3.Чем измеряется скорость химической реакции? Какие факторы влияют на скорость реакции?  4.Что показывает температурный коэффициент скорости реакции?  5.Что такое энергия активации? Как она изменяется в присутствии катализатора?  6.В чем сущность гомогенного и гетерогенного катализа? 

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 5

Химическое равновесие. Основные факторы влияющие на смещение равновесия 

Цель работы:  изучение влияние концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие

ОПЫТ 1. Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие.

Реакция между хлоридом железа(ІІІ) и роданистым калием(или аммонием) протекает по уравнению: FeCl3 + 3 KCNS = Fe(CNS)3 + 3KC1. Различная окраска исходных и получающихся веществ дает возможность наблюдать смещение химического равновесия в зависимости от концентрации веществ. В пробирку на 1/4 ее объема налить очень разбавленного раствора хлорида железа (ІІІ) и прибавить равный объем очень разбавленного раствора роданида калия. Затем, полученный раствор разбавить до цвета бледного чая и разбить поровну в четыре пробирки. В первую добавить несколько капель концентрированного раствора хлорида железа, во вторую концентрированного раствора роданистого калия, в третью несколько капель кристалликов хлорида калия, а четвертую оставить для сравнения. Объяснить результаты опыта, исходя из принципа Ле-Шателье. Написать выражение константы химического равновесия данного процесса.

  Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1.Что называется константой химического равновесия? От каких факторов она зависит?

2.В чем сущность принципа Ле Шателье?

3. В какую сторону сместится равновесие при понижении температуры и при увеличении давления в системах:  А. С + СО2 ↔ 2СО; Б. 2NO2  ↔ N2O4  , ΔH = - 56,9 кДж.  Напишите выражение константы равновесия для равновесных систем.

  Модуль 4

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

Определение электропроводности растворов электролитов. Электролитическая диссоциация электролитов

Цель работы: определить силу электролитов по  электропроводности растворов электролитов

  Согласно теории электролитической диссоциации, молекулы солей, кислот и оснований в водном растворе распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы, поэтому они пропускают электрический ток. Электропроводность электролитов зависет от числа ионов, на которые распадаются электролиты.

Опыт 1. В мерных колбах на 50 мл приготовляют 0,1М растворы хлорида натрия, соляной кислоты, гидроксида натрия, уксусной кислоты, раствора аммиака, ацетата натрия, хлорида аммиака и измеряют электровроводность растворов. По яркости света лампы определяют силу электролитов.

Опыт 2. Смешивают растворы аммиака и уксусной кислоты и измеряют электропроводность полученной соли. Как отличается электропроводность раствора аммиака и уксусной кислоты от электропроводности полученной соли при их смешивании?

Опыт 3. 0,1М растворы аммиака и уксусной кислоты разбавляют и получают 0,05М растворы и сравнивают электропроводности растворов. Чем объясняется различие в электропроводностях этих растворов?

  Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

Дать понятие концентрации раствора. Что показывает: Массовая доля; Молярная концентрация; Молярная концентрация эквивалента? Определить весовое количество сульфата натрия для приготовления 100см3 0,1 М раствора. В 200см  воды раствор или 20г нитрата калия. Определить массовую долю KN03 (%). Что показывает титр раствора? Перечислите известные вам сильные и слабые кислоты и основания. Объясните, почему соли слабых кислот являются, как правило, сильными электролитами.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 7

Гидролиз солей

Цель работы: Изучить влияние силы электролитов, температуры и разбавление  на степень гидролиза солей

ОПЫТ 1.  Определение характера гидролиза при помощи универсальной индикаторной бумаги.

Несколько полосок рН-индикаторной (универсальной) бумаги положите на предметные стекла и на  них поместите по 1-2 кристалла солей  и смочите каплей дистилированной воды.

Одну полоску оставьте для сравнения. Полученные окраски сравните с цветной шкалой.

Результаты внесите в таблицу.

Испытуемая соль	Цвет индикаторной бумаги	рН
Сульфат алюминия
Хлорид цинка
Карбонат натрия
Силицид натрия
Хлорид аммония
Хлорид калия

Составьте уравнения гидролиза солей в молекулярной и молекулярно-ионной форме. Объясните наблюдаемые изменения окраски рН-индикаторной бумаги.

ОПЫТ 2. Влияние температуры на степень гидролиза

В пробирку возьмите 2-3 капли раствора ацетата натрия и 1 каплю фенолфталеина и нагрейте до кипения. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции гидролиза ацетата натрия в молекулярной и молекулярно-ионной форме. Объясните, почему окраска при нагревании усиливается, а при охлаждении ослабевает.

ОПЫ гидролиз.

Налейте в пробирку 4-5 капель раствора сульфата алюминия и столько же раствора карбоната натрия (не перемешивать). Что происходит на границе раствора? Составьте уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной формах.

ОПЫТ 4.  Гидролиз кислых солей

В две пробирки налейте 2-3 мл раствора солей: в  первую карбонат натрия, во вторую

гидрокарбонат натрия. В обе пробирки добавьте по 1-2 капли фенолфталеина. В какой пробирке цвет изменяется больше? Какая соль гидролизуется больше, значит, в каком растворе преобладают ионы ОН-.почему? Напишите реакции гидролиза.

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы: