Лабораторная работа № 3 «Скорость химических реакций»

Цель работы

Определить зависимость скорости химической реакции в жидкой фазе от концентрации реагирующих веществ.

Теоретическая часть

Скорость гомогенной химической реакции это изменение концентрации исходных веществ или продуктов реакции за единицу времени.

моль/л∙мин

К важнейшим факторам, влияющим на скорость, относятся: концентрация, температура и наличие катализатора.

Влияние концентрации веществ на скорость реакции описывается законом действующих масс (кинетическим уравнением).

В общем виде для простой (элементарной) реакции

аА+bB продукты реакции

уравнение имеет вид:

где k – константа скорости реакции, не зависящая от концентраций, но завися- щая от природы веществ, температуры и катализатора.

В данной работе изучается скорость реакции между раствором тиосульфата натрия и раствором серной кислоты.

Данная реакция сопровождается выпадением в осадок элементарной серы, т.е. помутнением раствора. Время, которое проходит от момента сливания растворов до «начала помутнения» характеризует скорость данной реакции.

В наших опытах концентрацию серной кислоты будем поддерживать постоянной, а концентрацию соли изменять, разбавляя исходный раствор водой. Выражение для скорости реакции упрощается:

Математически скорость при изменении концентрации соли должна изменяться прямопропорционально по линейному уравнению типа .

Экспериментальная часть

Опыт 1.

Ход работы:

1. В коническую колбу с помощью мерного цилиндра налить 12 мл раствора исходной концентрации.

2. В отдельном мерном цилиндре приготовить 4 мл раствора .

3. Быстро влить кислоту в колбу и включить секундомер.

4. Внимательно следить за реакцией, при появлении легкого помутнения выключить секундомер, записать время реакции (например, 20 сек.).

Опыт 2.

Ход работы:

1. В коническую колбу налить 8 мл исходной соли и 4 мл дистиллированной воды (разбавление 2 : 1).

2-4. Аналогично опыту 1 (время реакции, например, 30 сек.).

Опыт 3.

Ход работы:

1. В коническую колбу налить 4 мл исходной соли и 8 мл воды (разбавление 1 : 2).

4. Аналогично опыту 1 (время реакции, например, 60 сек.).

Результаты опытов занести в таблицу.

Таблица 1

Влияние концентрации тиосульфата натрия на скорость его реакции

с серной кислотой

№ опыта	Объем раствора, мл			относи- тельная	, сек
1	12	0	4	3	20		3
2	8	4	4	2	30		2
3	4	8	4	1	60		1

Например, в первом опыте помутнение началось через 20 сек., а в третьем – через 60 сек. Скорость реакции уменьшилась в 3 раза.

По данным таблицы построить график зависимости относительной скорости реакции от концентрации соли.

3

2

1

1 2 3 (относит.)

(опыт 3) (опыт 1)

Рис. Зависимость относительной скорости реакции от концентрации соли

Выводы:

1. Исследована зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

2. Для элементарной химической реакции эта зависимость является линейной, что соответствует кинетическому уравнению типа

.