Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Для опыта взять растворы тиосульфата натрия и серной кислоты тех же концентраций, что и в опыте 1. Налить в три большие пронумерованные пробирки по 10 мл раствора тиосульфата натрия, а в другие три пробирки – по 10 мл раствора серной кислоты и разделить их на три пары: по пробирке с раствором тиосульфата натрия и серной кислотой в каждой паре.

Отметить температуру воздуха в лаборатории и определить скорость протекания реакции при комнатной температуре. Для этого слить вместе растворы первой пары пробирок и определить время с момента добавления кислоты до помутнения раствора.

Вторую пару пробирок поместить в химический стакан с водой и нагреть воду до температуры на 10 градусов выше комнатной. За температурой следует следить по термометру, опущенному в воду. Слить содержимое пробирок, встряхнуть и отметить время до появления мути.

Повторить опыт с третьей парой пробирок, нагрев их в том же стакане с водой до температуры на 20 градусов выше комнатной.

Результат записать в следующей форме:

Таблица 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Построить график, иллюстрирующий зависимости скорости реакции от температуры для данного опыта. Для этого на оси абсцисс нанести в определенном масштабе значения температуры опытов, а на оси ординат – величины скорости реакции.

Сделать вывод о зависимости скорости химической реакции от температуры. Какие значения принимает температурный коэффициент для большинства химических реакций?

Опыт 3. Гомогенный катализ

Проследить каталитическое ускорение окисления соединений марганца (II) до марганца (VII). Окисление соединений марганца (II) до марганца (VII) легко наблюдать, так как ион Mn²⁺ практически бесцветный, а ион MnO₄^- (в котором марганец имеет степень окисления +7) окрашен в фиолетово-красный цвет.

Внести в две пробирки по 3-4 мл раствора сульфата марганца (II) MnSO₄ или нитрата марганца (II) Mn(NO₃)₂ (но не хлорида марганца MnCl₂, так как ионы хлора мешают проведению реакции) и подкислить таким же объемом 2 н. раствора азотной кислоты. В одну из пробирок добавить одну каплю раствора нитрата серебра AgNO₃ и в обе пробирки по одному шпателю кристаллического персульфата аммония (NH₄)₂S₂O₈.

Поместить пробирки в стакан с горячей водой. В какой пробирке раньше появилось фиолетово-красное окрашивание? Реакция выражается уравнением:

2MnSO₄ + 5(NH₄)₂S₂O₈ + 8H₂O = 2HMnO₄ + 5(NH₄)₂SO₄ + 7H₂SO₄.

Азотная кислота на реакцию не расходуется и добавляется для создания определенной кислотной среды в начале реакции. В качестве промежуточных быстро протекающих процессов происходит восстановление ионов серебра ионами марганца (II) и обратное окисление серебра персульфатом аммония.

Какой ион является катализатором в данном процессе?

Опыт 4. Скорость гетерогенных химических реакций

В сухой ступке осторожно смешать (не растирая) несколько кристаллов нитрата свинца (II) и иодида калия. Происходит ли изменение окраски?

Энергично растирать кристаллы. Что происходит?

Из пипетки добавить к смеси несколько капель воды; обратить внимание на изменение окраски. Объяснить опыт в целом. Написать уравнение реакции.