Экспериментальная часть

ОПЫТ 1. Изучение влияния концентрации реагирующих
веществ на скорость химической реакции

В основу данного опыта положена окислительно-восстановительная реакция

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄+H₂O+SO₂+S¯

между тиосульфатом натрия и серной кислотой. Процесс этот, протекая многостадийно, приводит к слабой опалесценции (свечению) и дальнейшему помутнению раствора от выделившейся свободной серы.

При выполнении опыта необходимо зафиксировать время
(в секундах) от момента сливания исходных растворов тиосульфата натрия и серной кислоты до заметного помутнения раствора вследствие образования свободной серы. Это время и принимают за время протекания окислительно-восстановительной реакции.

Выполнение опыта. Приготовить три раствора тиосульфата натрия различной концентрации. Для этого пронумеровать три большие сухие пробирки. В пробирку № 1 налить 5 мл 0,2 М раствора тиосульфата натрия 10 мл дистиллированной воды, в пробирку № 2 – 10 мл раствора тиосульфата натрия и 5 мл дистиллированной воды, в пробирку № 3 – 15 мл раствора тиосульфата натрия.

Последовательно добавить по 5 мл раствора серной кислоты в пробирки № 1, 2, 3, каждый раз отмечая по секундомеру время реакции. (Выливать серную кислоту в раствор тиосульфата натрия нужно быстро.)

Запись результатов опыта. Полученные в опыте экспериментальные данные, а также рассчитанные по формуле (1) средние скорости реакции υ (моль/л×с) занести в табл. 2.

На основании данных табл. 2 построить график зависимости скорости реакции υ (моль/л×с) от концентрации С (моль/л) тиосульфата натрия. Сделать вывод о характере этой зависимости.
Объяснить, почему зависимость выражается прямой линией.

аблица 1

Результаты изучения влияния концентрации реагирующих веществ на скорость реакции

_________________

* Данные в таблицу вносят по результатам измерений.

** Данные вносят по результатам расчета по формуле (1).

ОПЫТ 2. Изучение влияния температуры на скорость
химической реакции [1]

В основу опыта положена та же реакция между тиосульфатом натрия и серной кислотой (2).

При выполнении опыта необходимо зафиксировать время появления опалесценции раствора при различных температурах, но одинаковых концентрациях реагирующих веществ. Это время и принимают за время протекания окислительно-восстановительной реакции.

Выполнение опыта. Пронумеровать три большие сухие пробирки и налить в каждую по 15 мл 0,2М раствора тиосульфата натрия. В три мерные пробирки налить по 5 мл 20%-го раствора серной кислоты. В пробирку № 1 с раствором тиосульфата натрия опустить термометр, измерить и записать температуру раствора. Вынуть термометр, прилить 5 мл раствора серной кислоты в пробирку № 1, отметить по секундомеру время реакции.

Подготовить водяную баню с температурой на 12–15 °С выше комнатной, опустить в неё большую пробирку № 2 с раствором тиосульфата натрия и пробирку с серной кислотой. В пробирку № 2 опустить термометр и следить за повышением температуры раствора. Держать пробирку № 2 с раствором и пробирку с серной кислотой на водяной бане до тех пор, пока их температура не станет на 10 °С выше, чем пробирки № 1. После этого прилить отмеренное количество серной кислоты к раствору тиосульфата натрия в пробирке № 2 и отметить время реакции.

Нагреть водяную баню, приливая в неё горячую воду так, чтобы температура бани на 25–30 °С превышала комнатную. Опустить в баню пробирку № 3 с раствором и пробирку с серной кислотой.
В пробирку № 3 опустить термометр и следить за повышением температуры. Как только температура пробирки № 3 станет
на 20 °С выше, чем пробирки № 1, вынуть термометр, прилить
в пробирку № 3 к раствору тиосульфата натрия отмеренное количество серной кислоты и отметить время реакции.

Запись результатов опыта. Полученные в опыте экспериментальные данные, а также рассчитанные по формуле (1) средние скорости реакции υ(моль/л×с) занести в табл. 3.

По данным табл. 3 построить график зависимости скорости реакции υ (моль/л×с) от температуры t (°С). Сделать вывод о характере этой зависимости.

Таблица 3

Результаты изучения влияния температуры на скорость реакции