Лабораторна робота № 4. Тема: Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин та температури

Тема: Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин та температури.

Мета: Вивчити залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин та температури.

Прилади та реактиви: х імічні склянки на 100 см³, секундомір, термометр, електроплитка, сірчана кислота з w = 2%, тіосульфат натрію Na₂S₂O₃ з w = 2%, піпетка, циліндр.

Методичні вказівки.

Швидкість хімічної реакції визначається зміною концентрацій реагуючих речовин за одиницю часу.

Швидкість хімічної реакції залежить від ряду факторів. Найважливішими з них є хімічна природа реагуючих речовин, їх концентрація, температура та присутність каталізатора. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин пояснює закон діючих мас:

швидкість хімічної реакції при постійній температурі прямо пропорціональна добутку концентрацій реагуючих речовин.

Для реакції mA + nB = C, вираження швидкості реакції буде мати вигляд:

u = k × [A]^m × [B]ⁿ

Велике значення на швидкість хімічних реакції має температура. При збільшенні температури на 10°С швидкість реакції, як правило, збільшується в 2 – 3 рази і навпаки.

Хід роботи.

В основі дослідів лежить реакція між сірчаною кислотою та гіпосульфітом натрію по рівнянню:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = H₂SO₃ + Na₂SO₄ + S¯

Сірка, яка виділяється, дає помутніння розчину. Початок помутніння визначає швидкість хімічної реакції.

1. Залежність швидкості хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин.

В 3 склянки налити по 5см³ сірчаної кислоти (циліндром!). В 3 інші склянки налити: в перший – 5см³ розчину Na₂S₂O₃ і 10см³ води, в другий – 10см³ розчину Na₂S₂O₃ і 5см³ води, в третій – 15см³ розчину Na₂S₂O₃.

В першу склянку з розчином гіпосульфату прилити сірчану кислоту і засікти час помутніння розчину. Те ж проробити з другою та третьою парою гіпосульфіту та сірчаної кислоти.

Результати записати в таблицю.

№ п/п	Об¢єм Н₂SO₄,см³	Об¢єм Na₂S₂O₃,см³	Об¢єм Н₂О, см³	Час помутніння, сек.
1.
2.
3.			-

Зробіть висновок про залежність швидкості хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин. Побудуйте графік залежності швидкості від концентрації.

2. Залежність швидкості хімічної реакції від температури.

В 3 склянки налити по 10см³ Н₂SO₄, в інші 3 склянки – по 10см³ розчину Na₂S₂O₃, розділити їх на 3пари (сірчана кислота та Na₂S₂O₃).

Першу пару склянок злити разом при кімнатній температурі і засікти час до помутніння розчину. Другу пару склянок поставити на електроплитку і підігріти розчини на 10°С. Змішати розчини, визначити час до помутніння. Третю пару склянок поставити на електроплитку і підігріти розчини на 20°С. Змішати розчини і визначити час помутніння.

Результати записати до таблиці:

№ п/п	Об¢єм Na₂S₂O₃,см³	Об¢єм Н₂SO₄,см³	Температура, °С	Час помутніння, сек.
1.
2.
3.

Сформулюйте залежність швидкості реакції від температури та побудуйте графік залежності швидкості від температури.

Контрольні запитання.

1. Що таке каталіз? Його типи.

2. Від яких факторів залежить швидкість реакції.

3. Приведіть приклад екзотермічної і ендотермічної реакцій. Яку дію спричиняє на ці реакції підвищення температури? Чому?

Лабораторна робота № 5

Тема: Потенціометричне визначення рН із застосуванням скляного електроду.

Мета: Ознайомлення з потенціометром і навчитися працювати з ним.

Прилади та реактиви: іономір, стакан, стандартні буферні розчини, розчини з невідомим значенням водневого показника.

Методичні вказівки

Визначення електричного потенціалу здійснюється за допомогою іономіру.

Робочими органами якого являються електроди: один з них індикаторний, скляний електрод, чуйний до іонів, які є у розчині, (потенціал який виникає залежить від концентрації іонів водню у дослідженому розчині).

Інший електрод – електрод зрівняння хлор срібний, не чуйний до іонів водню у розчині, потенціал його постійний. На визначення електродного потенціалу, який утворився при зануренні електродів у аналізуємий розчин, засновано петенционометричне визначення концентрації водневих іонів або рН розчинів.

При зануренні скляного електроду (тонкий скляний шарик з літієвого скла), стається обмін іонами між розчином і поверхнею шарика. Іони літію проникають зі скла у розчин, а іони водню з розчину у скло. На поверхні скляного електроду виникає потенціал, величина якого визначається концентрацією іонів водню.

У лабораторних іонометрах кнопкою вибору режиму обирають рХ. Індікаторний електрод – скляний і реагує тільки на змінення концентрації іонів водню, то рХ являється рН. Спочатку опускають обидва електрода у стандартний буферний розчин с рН – 9,18 і натискають кнопку діапазону вимірювання 9-14, при необхідності, рукояткою, крутизна настроюють іономір на рН – 9,18.

Після цього здійснюють перевірку показань іономіру по буферному розчину з рН = 1,68. Для цього промиваються електроди у дистильованій воді, висушуються фільтрувальним папером і вставляють їх у стакан з буферним розчином рН якого 1,68. Для цього натискають кнопку діапазону вимірювань 1- 4 і рукояткою “калібровка” встановлюють стрілку іонометру на потрібне ділення.

Зробивши визначення стандартних розчинів, можна приступати до визначення рН досліджуємих розчинів. Після цього заміру електроди промивають і висушують.

Хід роботи

Техніка визначення дуже проста. Електроди і стакани після кожного визначення треба промивати. При кожному визначенні натискують на клавішу діапазону 1-19 по якому визначають приблизний рівень рН, тільки після цього вибирають клавішу діапазону і визначають точне значення водневого показника.

Показання визначень перевіряються викладачем і зрівнюються з дійсними значенням рН буферних розчинів.

Звіт про роботу

1. Намалювати електричну схему кола діючого у приладі гальванічного елементу.

2. До якого типу електродів відноситься скляний електрод?

3. Записати переваги скляного електроду над іншими електродами.

4. Записати рН досліджуваних розчинів.

Завдання:

1. Приготувати розчин оцтової кислоти концентрацією 1 моль, визначити рН середовища цього розчину.

2. Визначити рН середовища невідомого розчину.

3. Після виконання роботи, зробити висновок про рН середовища на якість хлібобулочних і кондитерських виробів.