Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ИрГТУ
КАФЕДРА ХИМИИ И ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Отчет
по лабораторной работе №4
Скорость химической реакции
Выполнил студент группы
ЭЭб-12-3
Просянов Д.В.
Проверил преподаватель
Бочкарева С. С.
Иркутск 2013
Цель работы: изучить понятие «скорость реакции», зависимость скорости реакции от концентрации (закон действия масс) и температуры (правило Вант-Гоффа).
Задание: провести реакцию между тиосульфатом натрия и серной кислотой и установить зависимость скорости реакции от концентрации и температуры. Выполнить требования к результатам опытов, оформить отчет, решить задачу.
Теоретическое введение
Скоростью реакции называется изменение концентрации какого-либо из веществ, вступающего в реакцию или образующегося при реакции, за единицу времени.
Скорость химических реакций зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, присутствия катализаторов.
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ выражается законом действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. В общем случае для реакции
nA + mB = pАВ
зависимость скорости реакции от концентрации выражается уравнением
,
где k – константа скорости реакции; CА и CВ – концентрации реагирующих веществ; n и m – коэффициенты перед веществами А и В.
Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант-Гоффа: в гомогенной системе при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2−4 раза:
,
где V2 и V1 – скорость реакции при температурах t2 и t1; γ – температурный коэффициент скорости реакции.
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры удобно исследовать на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой:
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O.
Признаком окончания реакции является помутнение раствора вследствие выделения серы. Время, которое проходит от начала реакции до заметного появления мути, позволяет судить об относительной скорости реакции.
Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации
реагирующих веществ
С помощью бюреток приготовить три раствора тиосульфата различной концентрации. С этой целью отмерить в первую пробирку 6 мл раствора тиосульфата натрия, во вторую – 4 мл того же раствора и 2 мл воды, в третью – 2 мл того же раствора и 4 мл воды. В три другие пробирки отмерить по 3 мл раствора серной кислоты. Быстро прилить кислоту в первую пробирку и встряхнуть ее несколько раз. Отмерить время от начала реакции до помутнения раствора. Так же поступить с другими приготовленными растворами тиосульфата.
Требования к результатам опыта
Результаты опыта занести в табл. 4.1.
Налить в три пробирки по 3 мл раствора тиосульфата натрия, в три другие пробирки – по 3 мл раствора серной кислоты.
Первую пару пробирок (кислота – тиосульфат) и термометр поместить в стакан с водой комнатной температуры. Через 3–5 мин, когда растворы в пробирках примут температуру воды, записать показания термометра. Слить растворы в одну пробирку и встряхнуть ее несколько раз. Определить время от начала реакции до появления заметной мути.
Для следующего определения в стакан подлить горячей воды так, чтобы температура стала на 10 °С выше. Поместить вторую пару пробирок и оставить их на 3–5 мин, поддерживая температуру постоянной. Слить содержимое пробирок и отметить время. Повторить опыт с третьей парой пробирок, повысив температуру еще на 10 °С.
Требования к результатам опыта
Данные опыта занести в табл. 4.2.
Таблица 4.1
Данные опыта и результаты расчетов
|
Номер пробирки |
Объем, мл |
Относительная концентрация Na2S2O3, % |
Время τ, с |
Относительная скорость V = 100/τ |
||
|
Na2S2O3 |
H2O |
H2SO4 |
||||
|
1 |
6 |
0 |
3 |
100 |
13 |
7.69 |
|
2 |
4 |
2 |
3 |
66,7 |
23 |
4.35 |
|
3 |
2 |
4 |
3 |
33,3 |
41 |
2.44 |
Таблица 4.2
|
Номер пробирки |
Температура t, °С |
Время τ, с |
Относительная скорость, V=100/τ |
ср. |
|
|
1 |
22 |
17 |
5.88 |
1.21 |
1.34 |
|
2 |
32 |
14 |
7.14 |
1.47 |
|
|
3 |
42 |
9.5 |
10.53 |
Вывод
Мы провели реакцию между тиосульфатом натрия и серной кислотой и установили зависимость скорости реакции от концентрации и температуры.