Виды учебной деятельности на занятии

1. Решение ситуационных задач (примеры приведены ниже):

1.1. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. для реакции окисления глюкозы до этанола, протекающей в организме:

С₆Н₁₂О_{6 (к)}= 2 С₂Н₅ОН_(ж)+ 2 СО_2(г).

1.2. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. реакции окисления в организме человека сахарозы: С₁₂Н₂₂О_{11 (к)}+11 О_2(г)=12 СО_2(г)+ 11 Н₂О_(ж).

1.3. Вычислите Δ G °_р-ции гидратации β – лактоглобулина при 18 С; Δ Н °_р-ции= – 6,75кДж/моль; Δ S ⁰_р-ции= – 9,74Дж/моль×К.

1.4. Во сколько раз надо увеличить концентрацию вещества В₂ в системе 2А_2(г)+ В_2(г)= 2А₂В_(г), чтобы при уменьшении концентрации вещества А₂ в 4 раза скорость реакции не изменилась?

1.5. Энергия активации реакции кислотного гидролиза сахарозы равна 102 кДж/моль при 37 °С, а в присутствии фермента энергия активации снижается до 35 кДж/моль. Во сколько раз быстрее протекает реакция гидролиза сахарозы в присутствии фермента?

1.6. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 40 ^oС, если температурный коэффициент реакции равен 2,5?

1.7. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Рассчитайте, какая часть введенного радионуклида останется в опухоли через 45 суток, если его период полупревращения составляет 74,08 суток.

2. Выполнение лабораторной работы.

Лабораторная работа № 3

Скорость химической реакции.

Цель работы: изучить влияние концентрации реагирующих веществ, температуры и присутствия катализаторов на скорость химической реакции.

Вопросы для подготовки по теме (ответы пишутся до лабораторной работы):

1. Что называют скоростью химической реакции? Какова ее размерность? Как и почему скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что такое энергия активации?

3. Что такое катализатор, ингибитор?

4. От каких факторов зависит скорость химической реакции? Приведите формулировки законов действия масс и Вант-Гоффа.

5. Чему равна константа скорости химической реакции? Каков физический смысл этой величины?

6. Реакция при температуре 50 °С протекает за 2 мин 15 с. За сколько времени закончится эта реакция при температуре 70 °С, если в данном температурном интервале температурный коэффициент скорости реакции равен 3?

7. При температуре 30 °С реакция протекает за 25 мин, при 50 °С — за 4 мин. Рассчитайте температурный коэффициент скорости реакции.

Приборы и посуда: весы с разновесом; штатив с лапкой и кольцом; метроном или секундомер; термометр на 100 °С; штатив с пробирками; пробирки емкостью 50 мл с номерами (3 шт.); мерный цилиндр для воды на 25 мл; мерные цилиндры емкостью 25 мл для растворов тиосульфата натрия Na₂S₂О₃ и серной кислоты H₂SO₄; химические стаканы емкостью 200 мл (2 шт.) и 25 мл (1 шт.); пипетка; шпатель; лучина.

Реактивы: серная кислота H₂SO₄ (2 н и 1:200); 2) тиосульфат натрия Na₂S₂О₃ (1 н и 1:200); перекись водорода (3 %); оксид марганца (IV).

Отчет по работе

1. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

а) К 1 н раствору тиосульфата натрия Na₂S₂О₃прилить 2 н раствор серной кислоты H₂SO₄. Наблюдается помутнение раствора, которое вызвано взаимодействием тиосульфата натрия и серной кислоты с выделением свободной серы:

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

Время, которое проходит от начала реакции до заметного помутнения раствора, характеризует скорость реакции.

Вывод:

б) В три большие нумерованные пробирки налить разбавленный (1:200) раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃: в первую - 5 мл, во вторую - 10 мл, в третью - 15 мл. К содержимому первой пробирки добавить 10 мл воды, а второй - 5 мл воды. В три другие пробирки налить по 5 мл разбавленной (1:200) серной кислоты. В каждую пробирку с раствором Na₂S₂O₃ прилить при помешивании по 5 мл приготовленной H₂SO₄ и определить время с момента добавления кислоты до помутнения раствора в каждой пробирке. Записать результаты:

№ пробирки	V(Na₂S₂O₃), мл	V(Н₂О), мл	V(H₂SO₄), мл	Общий объем раствора, мл	Условная концен-трация Na₂S₂O₃	Время протекания реакции до появления мути, τ	Скорость реакции в условных единицах, V = (1/τ)
1 2 3	5 10 15	10 5 -	5 5 5	20 20 20	1C 2C 3C

Результаты изобразить графически, отложив на оси абсцисс условные концентрации Na₂S₂O₃, а на оси ординат - скорость реакции V = 1/τ. Сделать вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Вывод: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Зависимость скорости реакции от температуры.

Для опыта взять разбавленные (1:200) растворы Na₂S₂O₃ и H₂SO₄. Налить в три большие нумерованные пробирки по 10 мл раствора Na₂S₂O₃, в другие три - по 10 мл раствора серной кислоты и разделить их на три пары: по пробирке с раствором Na₂S₂O₃ и H₂SO₄ в каждой паре. Отметить температуру воздуха в лаборатории, слить вместе растворы первых двух пробирок, встряхнуть и определить время с момента добавления кислоты до помутнения раствора.

Две другие пробирки поместить в химический стакан с водой и нагреть воду до температуры на 10 °С выше комнатной. За температурой следить по термометру, опущенному в воду. Слить содержимое пробирок, встряхнуть и отметить время от слива до появления мути. Повторить опыт с оставшимися двумя пробирками, нагрев их в том же стакане с водой до температуры на 20 °С выше комнатной. Записать результаты:

№ пробирки	V(Na₂S₂O₃), мл	V(H₂SO₄), мл	Температура, °С	Время до появления мути, τ	Скорость реакции в условных единицах, V = (1/τ)
1 2 3	10 10 10	10 10 10	°С °С + 10° °С + 20°

Построить график зависимости скорости реакции от температур: на оси абсцисс нанести значения температуры в опытах, на оси ординат - величины скорости реакции V = 1/τ.

3. Каталитическое действие оксида марганца (IV).

Налить в пробирку 3 мл 3 % - ного раствора перекиси водорода и ввести туда на кончике шпателя несколько крупинок MnO₂. С помощью тлеющей лучины убедиться в выделении кислорода.

Отчет принял преподаватель: ______________________ (подпись, количество баллов)