2015-06-14
134Г У А П
Кафедра №15
Рейтинг за работу:
Преподаватель: Огурцова И. В.
ОТЧЕТ
О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ПО КУРСУ: ОБЩАЯ ХИМИЯ
" СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ "
Работу выполнил
студент группы №3111 Топильский Д. С.
Санкт – Петербург
Определить константу скорости, температурный коэффициент, энергию активации реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой.
В данной лабораторной работе изучается реакция между тиосульфатом натрия (гипосульфитом) Na2S2O3 и серной кислотой H2SO4.
Эта реакция протекает в две стадии:
1) (быстро)
Первая стадия ионного обмена протекает практически мгновенно. Тиосерная кислота неустойчивое соединение, распадающееся с выделением белого осадка серы.
2) (медленно)
О скорости реакции можно судить по появлению опалесценции и дальнейшему помутнению раствора от выпавшей серы.
Суммарная реакция определяется второй стадией процесса и зависит от концентрации H2SO4, а значит и Na2S2O3 (реакция псевдомолекулярна).
 |
Кинетическое уравнение имеет вид:
Приборы и реактивы:
Термостаты, термометры, мерные цилиндры, пробирки, пробиркодержатели, секундомер, растворы Na2S2O3 и H2SO4.
Опыт №1:
Влияние тиосульфата на скорость химической реакции.
Зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия.
| № опыта | Концентрация тиосульфата, моль/л | Время реакции t,с | Относительная скорость реак., V, 1/c | Константа скорости реак., К, л/моль*с |
| 0.2 | 0.05 | 0.25 | ||
| 0.1 | 0.025 | 0.25 | ||
| 0.05 | 0.0125 | 0.25 |
Обработка результатов опыта:
1. Рассчитываем относительную скорость реакции по формуле:
V=1/t
Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.
2. Исходя из кинетического уравнения, определяем значение константы скорости реакции:
Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.
3. Определяем среднее значение константы для данной комнатной температуры, в данном случае Т = 14 град цельс.
4. Выразить зависимость скорости реакции от концентрации тиосульфата – графически. (см. рис.№1).
5. Графически определяем константу скорости реакции как тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс. Сравниваем графически определенную константу с ее аналитическим значением.
КГР = tga = 0.206 КСР = 0.21 КГР» КСР
Вывод:
При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ, с увеличением концентрации скорость реакции увеличивается.
Сравнив графически определенную константу с ее аналитическим значением получим, что они приблизительно равны. Это означает, что измерение были проведены достаточно точно.
Опыт №2:
Влияние температуры на скорость химической реакции.
| № опыта | Температура опыта, Т, град цельс. | Время реакции t, с | Относит. скорость реак. V, 1/с | Конст. скор. реак. К, л/моль*с |
| 0.025 | 0.25 | |||
| 0.048 | 0.48 | |||
| 0.09 | 0.9 | |||
| 1,3 | 2.0 |
Обработка результатов опыта:
1.Рассчитываем относительную скорость реакции при каждой температуре:
V=1/t
Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.
2.Исходя из кинетического уравнения определяем значение константы для каждой температуры:
|
Результаты смотреть в вышеприведенной таблице.
3.Выражаем графически влияние температуры на скорость химической реакции. (см. рис.№2).
4.Исходя из уравнения Ван-Гоффа определяем для каждого температурного интервала значение температурного коэффициента и вычисляем его среднее значение:
Кт2/Кт1 = i1 = 1.92 Кт3/Кт1 = i1 = 3.6
Кт3/Кт2 = i2 = 1.875 Кт4/Кт2 = i2 = 4.2 iсред = 3.5
Кт4/Кт3 = i3 = 2.2 Кт4/Кт1 = i3 = 8
5. Исходя из уравнения Аррениуса вычисляем аналитическое значение энергии активации для каждого температурного интервала:
Еа1 = 48013 Дж/моль Еа2 = 62545 Дж/моль Еа3 =58805 Дж/моль
Еа4 = 55445 Дж/моль Еа5 = 61061 Дж/моль Еа6 =56238 Дж/моль, и вычисляем его среднее значение:
ЕаСРЕД = 57017 Дж/моль
6. Выстраиваем графическую зависимость lgK от 1/Т по вычисленным константам скоростей при разных температурах и определяем энергию активации графическим способом (см. рис. №3).
tgj = - Еа / 2.3 R, следовательно
ЕаГР = |-2.3 R tgj| = |-2.3 * 8.3 * tgj| = 57023 Дж/моль
7. Сравниваем значения энергии активации полученные графическим и аналитическим путем:
ЕаГР = 57023 Дж/моль ЕаСРЕД = 57017Дж/моль ЕаГР» ЕаСРЕД
Вывод:
При температуре равной const, скорость химической реакции пропорциональна концентрации веществ, участвующих в этой реакции (см. рис.№1).
С увеличением температуры скорость химической реакции увеличивается, при условии, что концентрация остается неизменной. Это можно объяснить тем, что с ростом температуры атомы веществ переходят в более возбужденное состояние, т. е. они получают дополнительную энергию – энергию активации, необходимую для разрыва химической связи и образования нового вещества.
