Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» для специальности 5В071700 — «Теплоэнергетика» (стр. 30 )

Na2S203 + H2S04 ->Na2S04 + S02 + H20 + S↓

Скорость реакции измеряется временем от начала смешивания растворов до появления во всех опытах  одинаковой плотности суспензии серы 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 № 1.

№ стакан-чика	Объем, мл	Общий объем, мл А+Б+В	Концентрация С=	Время появл. Мути τ (сек)	Скорость
А Н2SO4	Б Na2S2O3	В Н2О
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, 3С). На оси ординат соответствующие им скорости в условных единицах. Линия, соединяющая верхние концы перпендикуляров, будет выражать особы 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 20 ° 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 20 ° С. Сделать вывод о влиянии температуры на скорость реакции.

Результаты записать в таблицу № 2.

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

Рассчитать температурный коэффициент скорости реакции.

γ1=γ2=γср=

Во сколько раз увеличивается скорость реакции в данном опыте, учитывая правило Вант-Гоффа?

Где  t1-скорость  реакции при начальнои температуре

Vt2-скорость реакции при конечной температуре

γ-температурный коэффициент

       Vt 2=Vt1  γ=

Опыт 3. Влияние концентрации веществ на химическое равновесие

В данном опыте изучают обратимую реакцию взаимодействия трихлорида железа с роданидом аммония. Трироданид железа Fe(SCN)3 придает раствору красную окраску. По изменению интенсивности окраски можно судить об изменении концентрации Fe(SCN)3, то есть о смещении равновесия в ту или иную сторону.

В пробирке приготовьте смесь слабых растворов из четырех капель FeCl3 и четырех капель NH4SCN. При этом образуется Fe(SCN)3 согласно уравнению:

FeCl3 + 3 NH4SCN ↔ Fe(SCN)3↓ + 3 NH4 Cl

Раствор из почти бесцветного окрашивается в красный цвет. Полученный раствор разбавьте водой 1: 2, разделите поровну в 4 пробирки. В одну из них добавьте 2 капли FeCl3, в другую – 2 капли NH4SCN, в третью – 2 капли NH4Cl, в четвертую – 2 капли исходной смеси.

Отметьте изменение интенсивности окраски в первой, второй и третьей пробирках, сравнивая их с четвертой. Результаты опыта запишите в таблицу:

№ пробирки	Добавленный реагент	Изменение интенсивности окраски	Направление смещения равновесия
1 2 3 4

Вопросы для самопроверки:

1.Что называют константой скорости реакции. От каких факторов она зависит?

2. Как называется раздел химии изучающий скорость химических реакций?

3. Что называется энергией активации? Влияние какого фактора она характеризует?

4. Как влияет поверхность контакта реагирующих вещества на скорость химической реакции?

5. Как влияет природа реагирующих веществ на скорость реакции?

6. Как влияет концентрация реагирующих веществ на скорость реакции?

7.Какой физический смысл имеет константа химического равновесия?

8.В чём сущность принципа Ле – Шателье?

9. Что такое гомогенный и гетерогенный катализ?

10. Что такое механизм химической реакции?

Задачи и упражнения для самоконтроля:

1. Напишите выражение для скорости реакций, протекающих по следующим уравнениям:

FeO(к) + H2(г) ↔ Fe(к) +H2O(ж)

4NH3(г) +3O2(г) ↔ 2N2(г) +6H2O(г)

2. Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению: PCl5(г) ↔ PCl3(г) + Cl2(г) ДН>0.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения PCl5?

4. Исходные концентрации NO, H2, N2 и H2O в гомогенной системе

2NO + 2H2 ↔ N2 + 2H2O

соответственно равны 0,10; 0,10; 0,05 и 0,10 моль/л. Чему равна константа равновесия?

5. В гетерогенных реакциях установилось состояние равновесия:

Cs2(к) + 2Cl2(г) ↔ CCl4(г) + 2S(к)

2NO2(г) + 2S(к) ↔ N2(г) + 2SO2(г).

На основании закона действующих масс напишите выражение для константы равновесия.

6. Константа равновесия обратимой реакции

СО(г) + Н2О(ж) ↔ Н2(г) + СО2(г)

при некоторой температуре равна 1. Равновесные концентрации были (моль/л): [Н2О]=0,6;[Н2]=0,8; [СО2]=0,8. Вычислите исходную концентрацию СО.

7. Вычислите константу равновесия реакции: А + 2В ↔ С,

при следующих равновесных концентрациях, моль/л: [А] = 0,12, [В] = 0,24, [С] = 0,255.

8. При некоторой температуре равновесие в системе

2NO2(г) ↔ 2NO(г) + O2(г)

установилось при следующих концентрациях: [NO2] = 0,06 моль/л; [NO] = 0,24 моль/л;[O2] = 0,12 моль/л. Вычислите константу равновесия.

9. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакциивозросла в 81 раз? Температурный коэффициент скорости равен 3.

Лабораторное занятие 6

Тема: «Растворы. Приготовление растворов различной концентрации»

Цель занятия: приобретение навыков в приготовлении растворов заданных концентраций, выраженных различными способами.

Методические рекомендации по проведению работы и обработке экспериментальных данных:

ОПЫТ 1.  В мерный цилиндр налить около 100 мл раствора карбоната натрия и измерить его температуру (довести температуру до 20°С, поместив цилиндр в стакан либо с горячей водой, либо с холодной). Затем чистый сухой ареометр осторожно опустить в цилиндр с исследуемым раствором так, чтобы он не касался стенок сосуда. При этом ареометр не должен плавать на поверхности или полностью быть погруженным в жидкость.

Давление шкалы ареометра, совпадающее с нижним краем мениска жидкости, соответствуют плотности раствора - о (г/см) с точностью до третьего десятичного знака.

ОПЫТ 2. Концентрацию исследуемого раствора в предыдущем опыте находят, пользуясь табличными данными о плотности в зависимости от концентрации раствора, пользуясь таблицей 1.

ПЛОТНОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Na2 С03  при  20°С

Таблица 1

С, % (масс.)	С, % (масс.)
1	1,0086	8	1,0816
2	1,0190	10	1,1029
4	1,0398	1.2	1.1244
6	1,0606	14	1,1463

ОПЫТ  3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ 200  г  2% РАСТВОРА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ

Необходимо рассчитать количество NaCl и воды, необходимо для приготовления 200 г 2% раствора. Затем на технохимических весах (с точностью до 0,02г) определить массу часового стекла и взвесить на нем вычисленное количество NaCl. Если принять плотность Н20 равной 1 г/см3, то масса мерным цилиндром на 250 см3.