Скорость химической реакции. Химическое равновесие, реагирование веществ на скорость реакции

Министерство  образования и науки РФ

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники 

ТУСУР 
 
 

Кафедра РЭТЭМ

Отчет

Лабораторная работа по курсу общей химии

 

Скорость  химической реакции. Химическое равновесие, реагирование веществ на скорость реакции 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                            ________  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2011 год - Томск.

Цель  работы:  

     Установить зависимость скорости реакции от влияния различного рода факторов. 

Ход работы:  

Ход работы состоит из 6 опытов:

1. Выполнение опыта  №1
2. Выполнение опыта  №2
3. Выполнение опыта  №3
4. Выполнение опыта  №4
5. Выполнение опыта  №5

 
 
 

Опыт  №1 «Взаимодействие хлороводородной кислоты с различными металлами» 

Реактивы: 

1. Гранулированные цинк и олово
2. Одномолярный раствор хлороводородной (соляной) кислоты

 

Приборы: 

1. Пробирки
2. Электрическо-водянная «Баня»

 

Ход работы опыта №1: 

      В две пробирки налили, одномолярного раствора хлороводородной кислоты. В одну из них опустили гранулированное олово, в другую – такой же по размеру кусочек цинка. Сравнили интенсивность выделения пузырьков газа из растворов.  

Zn+2HCL=ZnCL₂+H₂ 

Zn²⁺+2e=Zn 

  

Sn+2HCL=SnCL₂+H₂  

Sn+2H=Sn²⁺ +H₂  
 
 
 
 

ЭДС= 
 
 
 
 

Вывод: 

Исходя  из результатов проведённых нами опытов, мы удостоверились в том что скорость протекающей реакции в растворах цинка и соляной кислоты становится выше чем скорость реакции с оловом в связи с тем что константа диссоциации цинка значительно больше константы диссоциации олова. При этом можно заметить что скорость проходящих реакции в рассматриваемых растворах значительно увеличивается при повышении температуры среды, но разница между константами диссоциации при возрастании остаётся геометрически одинаковой, что мы могли наблюдать при опускании пробирок в «баню».

 

Опыт №2 - «Взаимодействие цинка с различными кислотами» 

Реактивы: 

1. Гранулированный цинк
2. Одномолярный раствор HCL,  H₂SO₄, CH₃COOH

 

Приборы: 

1. Пробирки
2. Электрическо-водянная «Баня»

 

Ход работы опыта №2:  

      Мы  взяли 3 пробирки и поместили в  них по одной грануле цинка, далее  мы добавляем в каждую пробирку кислоты одинаковых концентраций, в первую уксусную кислоту, во вторую хлоро-водородную, в третью серную. Сравнили интенсивность выделения пузырьков водорода из раствора.

1. Zn+2HCL=ZnCl₂+H₂

     Zn⁰+2H⁺+2CL^- =Zn²⁺+2CL^- +H₂

     Zn⁰+2H⁺=Zn²⁺+H₂

     

2. Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂

 

     

     Zn⁰+2H⁺=Zn²⁺+H₂ 

3. Zn +2CH₃COOH=(CH₃COO)₂Zn+H₂

 

Zn⁰+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Zn²⁺+H₂ 

Вывод: 

      В результате проведенного нами опыта, мы смогли пронаблюдать, что взаимодействие цинка с одно-молярной хлоро-водородной кислотой выше чем взаимодействие с одно-молярной серной кислотой и одно-молярной уксусной кислотой, нами было обнаружено что самая низкая скорость взаимодействия у цинка с уксусной кислотой, это факт можно объяснить тем что уксусная кислота является органической кислотой, исходя из того, что природа данной кислоты является естественной, она менее активна по сравнению с кислотами неорганической природы.  

Опыт №3 - «Взаимодействие тиосульфата натрия и серной кислоты» 

Реактивы: 

1. Раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ (1:200)
2. Раствор серной кислоты H₂SO₄ (1:200)

 

Приборы: 

1. Химический  стакан
2. Пробирки
3. Секундомер

 

Ход работы опыта №3: 

      В пробирку наливаем 1 мл. раствора Na₂S₂O₃ и добавляем 1-2 капли H₂SO₄. Реакция протекает в 3 этапа: 

1. Na₂S₂O₃+H₂SO₄=H₂S₂O₃+Na₂SO₄

 

2. H₂S₂O₃=S+H₂SO₃

 

3. H₂SO₃=H₂O+SO₂

 

Первая  и третья реакция протекают мгновенно, вторая реакция  идёт наиболее медленно. Скорость второй реакции определяется скоростью всего процесса в целом. Появление серы приводит к образованию голубого оттенка, а затем помутнения раствора. Время, проходящее от смешивания растворов до помутнения их совокупности, определяет время всей реакции, а величина , обратная этому времени, даёт значение условной скорости реакции. 

Далее мы проводим процесс смешивания растворов  в трёх пронумерованных химических стаканах в которых уже содержится раствор Na₂S₂O₃:  в первом – 5 мл, во втором – 10 мл, в третий – 15 мл, и затем добавляем воду; в первый – 10 мл, во второй – 5 мл. Таким образом, будут приготовлены три раствора с различной концентрацией. Условная концентрация раствора Na₂S₂O₃ в первом стаканчике будет С,  во втором 2С, и в третьем 3С. 

Наливаем  в пробирки по 5 мл. раствора соли, раствора серной кислоты. Сгруппировать попарно растворы H₂SO₄ и Na₂S₂O₃, и за тем сливаем их. Засекаем время до появления голубоватого окраса в растворе. 

 
 
 
 

а) чем больше концентрация, тем больше скорость; 

б) Угловая скорость реакции пропорциональна произведению условной концентрации раствора в степени, равной стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции; 

в) характер зависимости  v = f (c) соответствует закону действующих масс; 

г) график должен иметь  форму гиперболы и возрастать. 
 
 

Опыт №4 - «Взаимодействие с серной кислотой при различных температурах» 

Реактивы: 

1. Раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ (1:200)
2. Раствор серной кислоты H₂SO₄ (1:200)

 

Приборы: 

1. Химический  стакан
2. Пробирки
3. Секундомер
4. Водяная баня

 

Ход работы опыта №4: 

      В три пробирки налили по 5 мл. Na₂S₂O3 и по 5 мл. H₂SO₄. Сгруппировали в 3 пары. Поместили первую пару пробирок в стакан с водой комнатной температуры, через 3-5 минут записали показания термометра. Слили содержимое в одну пробирку, взболтали и опустили в стакан. Засекли время до появления лёгкой опалесценции. Добавив горячей воды в стакан, увеличили температуру на 10 градусов, проделали аналогичный опыт со второй парой. Затем увеличили температуру в стакане еще на 10 градусов и проделали те же действия с третьей парой пробирок. Занесли данные в таблицу: 
 

 
 
 
 
 
 
 

 

а) при увеличении температуры, скорость реакции будет  больше; 

б) результаты опытов удовлетворяют правилу Вант-Гоффа, т.к. при увеличении температуры на каждые 10 градусов, скорость реакции увеличивается от 2 до 4 раз; 

в) характер зависимости  v = f(T) соответствует уравнению Аррениуса, т.к. скорость химической реакции зависит от температуры.