Вплив температури на швидкість реакції. При кімнатній температурі в одну пробірку влийте з бюретки 5 мл розчину тіосульфату натрію (с(Nа2S2Oз) = 0,1 моль/л)

При кімнатній температурі в одну пробірку влийте з бюретки 5 мл розчину тіосульфату натрію (с(Nа₂S₂Oз) = 0,1 моль/л), в іншу - 5 мл розчину сульфатної кислоти (с(Н₂SO₄) - 1 моль/л). Прилийте розчин сульфатної кислоти до розчину тіосульфату натрію, визначте час, який пройшов з моменту зливання розчинів до моменту помутніння. Результати експерименту запишіть у таблицю

Щоб провести аналогічний дослід при 40 °С, пробірки з 5 мл розчину тіосульфату натрію та 5 мл розчину сульфатної (сірчаної) кислоти вміщують у водяну баню з температурою 40 °С. Протягом 5 хвилин обидві пробірки термостатують, а потім до розчину солі доливають розчин сульфатної кислоти (причому, пробірку з тіосульфатом натрію не виймають з бані). Визначте час, який пройшов з моменту зливання розчинів до моменту помутніння. Результати експерименту запишіть у таблицю. Аналогічно проведіть експеримент при 60 °С. Результати запишіть у таблицю 2.

 

Таблиця 2.

Температура	Час до початку помутніння t, с	Відносна швидкість реакції , с –1	Температурний коефіцієнт, g	Енергія активації Еа, кДж/моль
t,°С	T, K

Обчисліть відносну швидкість реакції за кожної з температур:

v _t = , с ^–1

Побудуйте графік залежності швидкості реакції від температури v = f(t), відкладаючи на осі абсцис температуру, а на осі ординат - відносну швидкість. Розрахуйте температурний коефіцієнт швидкості реакції для кожного інтервалу температур (g_i) та середнє його значення (g_сер):

g₁ = DT₁ =T ₂ - T_1, K;

g₂ = DT₂ =T ₃ - T_2, K;

gсер = DTсер =T ₃ - T_1, K;

За рівнянням Арреніуса визначте енергію активації реакції:

E_a = ln g _сер = ln g_сер.

R- універсальна газова стала (8,31 • 10 ^-3 кДж/(моль•К), де T_х дорівнює Т₂ або T_з.

Результати обчислень занесіть до таблиці та поясніть причину збільшення швидкості хімічної реакції при збільшенні температури. Проаналізуйте характер залежності, що спостерігається, та зробіть висновок, чи змінюється значення Е_А при зміні Т.

Лабораторна робота 5

ХІМІЧНА РІВНОВАГА

Мета роботи: експериментально вивчити, які фактори впливають на положення рівноваги.

Теоретичні відомості

Оборотні реакції. Кінетична умова хімічної рівноваги. Константа рівноваги. 3міщення рівноваг. Принцип Лє-Шательє. Вплив концентрацій, тиску та температури на стан рівноваги. Термодинамічні фактори, що визначають рівновагу. Термодинамічна умова рівноваги.

Контрольні запитання і задачі

1. Виведіть вирази констант рівноваги реакцій а) Н2+ I2⇆2HI, DН > 0; б) 2NO + O2⇆2 NO2, DН < 0; в) 2NOCl ⇆ 2 NO + Cl2, DH > 0.

Користуючись принципом Ле-Шательє, поясніть, у якому напрямку зміститься рівновага наведених реанцій при зменшенні тиску в системі; зменшенні концентрації продуктів реакції; підвищенні температури. Чи зміняться при цьому значення констант рівноваги?

2. Наведіть вирази для Кста Крнаведених нижче процесів:

а) CO2+ C ⇆ 2СО; б) ZnO + C ⇆ Zn + СО; в) Н2О + С ⇆ Н2+ СО.

В якому напрямку зміститься рівновага при додаванні в систему СО, С, зменшенні тиску

3. Які знаки мають DН та DS для наведених далі оборотних реакцій? Що є умовою з погляду термодинаміки для стану рівноваги?

a) Fe + CО ⇆ FeО + C (екзотермічна)

б) H2O + C ⇆ CO + H2(ендотермічна)

в) CO2+ C ⇆ 2CO (ендотермічна)

В який бік спрямовують ці реакції, ентрапійний та ентальпійний фактори? Яка умова з погляду термодинаміки для стану рівноваги?

Порядок виконання лабораторної роботи

Вивчення зміщення хімічної рівноваги.

У пробірку внесіть по 3-5 крапель розчинів FeCl3та KNCS. Одержаний розчин розведіть водою до світло-червоного кольору і розлийте у чотири пробірки. У першу пробірку додайте краплю розчину FeCl3у другу - краплю розчину KNСS, у третю внесіть трохи кристалічного КСl. Порівняйте інтенсивність забарвлення розчинів у цих пробірках з кольором вихідного розчину (еталон - четверта пробірка). 3робіть висновок про вплив зміни концентрацій вихідних речовин та продуктів реакції на стан хімічної рівноваги в системі:

FeCl3+ 3KNCS ⇆ Fe(NCS)3+ 3KCI

 

Лабораторна робота 6