4.1. Цель работы

Определить влияние различных факторов на скорость химической реак­ции, ознакомиться с методами определения средней константы скорости, порядка реакции, энергии активации.

4.2. Объекты и средства исследования: 0.1М растворы тиосульфата натрия и серной кислоты, дистиллированная вода, пробирки, две бюретки, пипетка на 2мл, термостат, секундомер.

4.3. Программа работы

4.3.1. Исследование кинетики взаимодействия тиосульфата натрия

с серной кислотой

4.3.1.1. Влияние концентрации на скорость реакции.

В результате реакции между серной кислотой и тиосульфатом натрия образуется сера, выделяющаяся в виде мути.

Реакция идет в три стадии:

1. Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + Н₂S₂O₃

2. Н₂S₂O₃ = H₂SO₃ + S

3. H₂SO₃ = H₂O + SO₂

Суммарное уравнение:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Самая медленная, скоростьопределяющая стадия – вторая.

Время от начала реакции до момента помутнения (голубоватой опалесценции) зависит от скорости реакции. Это дает возможность судить о средней скорости реакции.

Ход работы.

Приготовить четыре раствора тиосульфата натрия разной концентрации согласно таблице 3. Поочередно к каждому раствору прибавить по 2мл 0,1М раствора серной кислоты и измерить время от момента приливания кислоты до момента появления помутнения. Результаты занести в таблицу 3, учитывая что ΔС есть величина постоянная, равная 4 × 10^-3 моль/л.

Таблица 3

№ опыта	Объем, мл			Концентрация Na2S2O3, моль/л	lgC	Температура
						Т1, К			Т2, К
	Na2S2O3 0,1 М р-р	H2O	H2SO4 0,1M р-р			Время, τ, с	Средняя скорость реакции, V=ΔC/τ, моль/л·с	lgV	Время, τ, с	Средняя скорость реакции, V=ΔC/τ, моль/л·с
1	2	6	2
2	4	4	2
3	6	2	2
4	8	-	2

На основании полученных данных построить графики lgV = f (lgC) для определения порядка реакции при температуре T₁(К) и V = f(C) для определения константы скорости реакции k при двух температурах.

4.3.1.2. Влияние температуры на скорость реакции.

Опыт проводить аналогично предыдущему. Однако растворы тиосульфата натрия и серной кислоты перед смешением предварительно нагреть в термостате в течение 5 минут.

Результаты записать в таблицу 3 (T₂).

По результатам расчетов и измерений построить график V = f(C) и опре­делить константу скорости реакции k₂ при повышенной температуре (Т₂) и температурный коэффициент скорости реакции () по формуле:

На основании данных опытов 3.1.1. и 3.1.2. рассчитывают энергию ак­тивации реакции Е_акт. по формуле:

где R = 8,31 Дж/(моль·К) –универсальная газовая постоянная;

Т₁ и Т₂ -температура, К ;

k₁ и k₂ - константы скорости реакции при температурах Т₁ и Т₂, соответственно, с^-1.