Скорость химических реакций и химическое равновесие

 

 

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

 

 

Кафедра «Инженерная химия и естествознание»

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа #1

«Скорость химических реакций и химическое равновесие»

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:                                                                                      Л.Л.Масленникова                            

 

 

Выполнил:

студент группы                                    12-Тк-203                          Кугач М.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2013

 

Лабораторная  работа – опыт №1

Вариант № 9

 

Ход работы:

 

Берём три пробирки. В первую пробирку накапаем 4 капли Na₂S₂O₃, во вторую

8 капель Na₂S₂O₃, в третью 12 капель Na₂S₂O₃. После этого добавляем в первую пробирку 8 капель H₂O, во вторую 4 капли H₂O. Перемешиваем.

Затем в 1-ую пробирку накапаем 2 капли  раствора H₂SO₄ и отмечаем время с момента сливания раствора до появления коллоидных частиц серы - помутнения раствора.

1. Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + SO₂ + S ¯

Данное явление опалесценции является аналитическим сигналом регистрирующим окончание реакции. Подобным образом  поступаем со 2-ой и 3-ей пробирками. Полученные результаты заносим в  таблицу.

 

 

 

№ п/п	Количество капель			Соотношение концентраций Na2S2О3	Время появления опалесценции t  (сек)	Скорость реакции (условные единицы) 1/t	Соотношение скоростей
	Исходного раствора Na2S2О3	Воды	Полученного раствора Na2S2О3
1	4	8	12	1:3	36	1/36	1:3
2	8	4	12	2:3	18	1/18	2:3
3	12	-	12	3:3	12	1/12	3:3

 

 

 

Вывод:

Скорость протекания реакции зависит от концентрации реагирующих веществ. Это следует  из того, что реагируют те молекулы, которые сталкиваются. Поэтому, чем  больше концентрация и, следовательно, вероятность столкновения молекул  реагентов, тем выше скорость протекания реакции.

Согласно закону действующих масс при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

 

 

Кафедра «Инженерная химия и естествознание»

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа #2

«Влияние концентрации реагирующих веществ на сдвиг  химического равновесия»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:                                                                                       Л.Л.Масленникова

 

 

Выполнил:

студент группы                                    12-Тк-203                         Кугач М.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2013

 

 

Лабораторная  работа – опыт №2

 

 

 

 

Ход работы:

 

Для изучения влияния  концентрации реагирующих веществ  на смещение химического равновесия приготовим исходный раствор. Для этого  возьмём разбавленные растворы FeCl3 и KCNS.

Возьмём 4-е пробирки. В первую накапаем 6 капель FeCl3 и 6 капель KCNS. Полученный раствор окрасился в красный цвет. Система пришла в состояние равновесия.

                                   è

FeCl3 + 3 KCNS  <=>  Fe(CNS)3 + 3 КСl

 

Разделим содержимое первой пробирки на 4 равные части. 1-ю пробирку будем использовать в качестве образца, для контрольного сравнения. Добавим во вторую пробирку каплю концентрированного раствора FeCl3. Сравним содержимое 1-ой и 2-ой пробирок. Во второй пробирке окраска усилилась, что говорит о смещении равновесия.

          è

FeCl3 + 3 KCNS  <=>  Fe(CNS)3 + 3 КСl

 

Добавим в 3-ю пробирку каплю концентрированного раствора KCNS. Сравним содержимое 1-ой и 3-ей пробирок. Во второй пробирке окраска усилилась, что говорит о смещении равновесия.

       ç

FeCl3 + 3 KCNS  <=>  Fe(CNS)3 + 3 КСl

 

Добавим в 4-ю пробирку несколько кристалликов КСl. Сравним содержимое 1-ой и 4-ой пробирок. В 4-ой пробирке окраска ослабла. Произошло смещение равновесия.

 

Вывод:

Принцип Ла Шателье - если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия, то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

 

Иными словами, при увеличении концентрации одного из исходных веществ

(FeCl3 и KCNS) равновесие сдвигается в направлении продукта реакции, а при увеличении концентрации одного из продуктов реакции (КСl)  - в направлении исходных веществ.

Из веществ этой системы  роданид железа (III) Fe(CNS)3 окрашен в красный цвет. Раствор FeCl3 имеет слабо жёлтую окраску, а растворы KCNS и КСl – бесцветны. Поэтому всякое изменение концентрации Fe(CNS)3 изменяет интенсивность окраски раствора. Это позволяет наблюдать, в каком направлении смещается равновесие при изменении концентраций реагирующих веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

 

 

Кафедра «Инженерная химия и естествознание»

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа #3

«Химическая идентификация(обнаружение) и измерение веществ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:                                                                                       Л.Л.Масленникова

 

 

Выполнил:

студент группы                                    12-Тк-203                          Кугач М.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2013

 

 

Лабораторная  работа №3

Вариант № 24

 

 

Ход работы:

 

Берём на исследование пробирку с 1-ым раствором. Раствор розового цвета, поэтому по таб.1 это может быть Mn(II) или Co(II). Для получения осадка(гидроксида) к исходному раствору добавляем 3 капли водного раствора щёлочи(NaOH) и наблюдаем. Цвет выпавшего осадка синий. Смотрим по таб.2 и видим, что это Co(II). Полученный осадок делим на 2 части.

К первой части добавим  избыток щёлочи(NaOH). Осадок не растворился, цвет не изменился. По таб.3. подтвердился Co(II).

Ко второй части добавим  водный раствор аммиака (NH4OH). Осадок гидроксида растворился, цвет изменился на жёлтый. По таб.4 подтвердился Co(II).

Для окончательной уверенности  проведём специфическую реакцию.

К исходному раствору добавим специфический реагент сульфид натрия(Na2S). В результате реакции получили осадок чёрного цвета.

По таб.5 также подтвердился Co(II).

 

Берём на исследование пробирку со 2-ым раствором. Раствор зелёного цвета, поэтому по таб.1 это может быть Ni(II) или Cr(III). Для получения осадка(гидроксида) к исходному раствору добавляем 3 капли водного раствора щёлочи(NaOH) и наблюдаем. Цвет выпавшего осадка зелёный. Смотрим по таб.2 и видим, что это Cr(III). Полученный осадок делим на 2 части.

К первой части добавим  избыток щёлочи(NaOH). Осадок  растворился, цвет не изменился. По таб.3. подтвердился Cr(III).

Ко второй части добавим  водный раствор аммиака (NH4OH). Осадок гидроксида не растворился, цвет не изменился. По таб.4 подтвердился Cr(III).

Для окончательной уверенности  проведём специфическую реакцию.

К исходному раствору добавим специфический реагент пероксид водорода(H2O2). В результате реакции получили осадок жёлтого цвета.

По таб.5 также подтвердился Cr(III).

 

Вывод: в результате проведённых химических реакций удалось установить наличие в представленных растворах вредных веществ и идентифицировать их.

 

 

Ионы	Цвет исходного раствора	Реакция со щелочью, гидроксид		Поведение осадка гидроксида		Специфи- ческие реакции	Результат реакции
		Формула гидроксида	Цвет осадка	в избытке щелочи	в водном растворе аммиака
Co(II)	розовый	Co(OH)2	синий	нерастворим	Жёлтый растворим	S	чёрный
Cr(III)	зелёный	Cr(OH)3	зелёный	растворим	нерастворим	окислитель	жёлтый