Лабораторная работа № 14.

Химическая кинетика. Зависимость скорости реакции от температуры. Определение температурного коэффициента реакции

Цель работы: изучение скорости химической реакции и ее зависимости от различных факторов: природы реагирующих веществ, концентрации, темпе­ратуры .

Оборудование и реактивы: химический стакан, термометр, штатив с пробирками, электроплитка, лучина, дистиллированная вода, 0,1М раствор НС1, 1,0 н, раствор H₂SO₄, 0,05 н раствор Na₂S₂O₃, мел.

Зависимость скорости реакции от температуры изучают на при­мере реакции

Nа₂S₂О₃ + Н₂S0₄ = Nа₂SО₄ + S0₂ + H₂O + S

По правилу Вант - Гоффа (при γ = 1,8) получаем, что при повышении температуры на 10° скорость реак­ции увеличится в 1,8 раза, на 20° - в 3,24 раза, на 30° - в 5,832 раза и т.д.

Приведите бюретки с растворами Nа₂S₂О₃, Н₂S0₄ и водой в рабочее положение.

В две пробирки из бюретки прилейте по 1 мл Н₂S0₄. В две другие пробирки из бюреток прилейте по 1 мл раствора Nа₂S₂О₃ и по 2 мл воды.

Одну пару пробирок (одна пробирка с Н₂S0₄, другая с 1 мл Nа₂S₂О₃ и 2 мл воды) поместите в стакан с горячей водой с температурой на 10° выше комнатной. Через 5-7 мин, когда растворы нагреются до нужной температуры, смешайте их и определите время помутнения раствора, как в опыте 1.

Другую пару пробирок поместите в термостат с температурой на 20^о выше комнатной. Через 5-7 мин смешайте растворы и опре­делите время начала помутнения.

По уравнению рассчитайтеv для второго и третьего случаев (методика расчета дана выше).

Результаты опыта запишите в табл. 2. (эксперименталь­ные данные для комнатной температуры возьмите из опыта 1, № п/п 1).

На миллиметровой бумаге постройте кривую зависимости от

температуры, по уравнению = где инаблюдаемое время начала помутнения при комнатной и при температуре t соответственно, а- разность температур по сравнению с комнатной.

Таблица 1

№ п/п	Объем, мл			Общий объем, мл	Темп. опыта, 0С	Время начала помутнения, , с
	H2S04	Н2О	Na2S2O3
1	1	2	1	4	комн.
2	1	2	1	4	+10
3	1	2	1	4	+ 20

На графике 2 определите величину tgугланаклона прямой по отношению к оси абсцисс. Как видно из уравнения =, определяемая величина из графика tg=

Рисунок 1 – График зависимости от

Категорически запрещается измерить угол с помощью транспортира. Для измерения величину tgнеобходимо величину определённого отрезка по сои ордината разделить на соответствующую величину по оси абсцисс.

Рассчитайте значение температурного коэффициента γ_практ исходя из опытных данных, как .

Определив k при комнатной температуре, далее наблюдаем за его изменением от температуры. Далее определяем температурный коэффициент из уравнения Вант-Гофа.

При этом, для каждой пары значений скорости реакции при Δt = 10⁰С получаем упрощенное выражение для температурного коэффициента:

Для разных значений температуры определяем γ₁ (Δt₁=30-20), γ₂ (Δt₂=40-30) и т.д. Среднее значение γ определяется как среднеарифметическое:

НЕОБХОДИМЫЙ УРОВЕНЬ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

1. Знать понятия: скорость химической реакции, катализ и катализатор, константа скорости химической реакции, энергия активации, порядок реакции.

2. Знать факторы, влияющие на скорость химической реакции.

3. Уметь выражать связь между скоростью реакции и концентраций реагирующих веществ на основе закона действующих масс.

4.Знать правило Вант - Гоффа, уметь применять его для нахождения скорости химической реакции при повышении температуры на определенное число градусов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коровин Н.В. Общая химия .-М.: Высш.шк., 2000.-С. 167-203.

2. Романцева Л.М., Лещинская З.Л, Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии - М.: Высш. шк., 19991.-с. 74-91.