Опыт 2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Теория (оформляется с использованием: Лабораторного практикума по курсу химии для технических университетов, МГТУ,2005, ч.1, стр.41-53, стр53-62, конспекта лекций, учебника)

1. Дайте определение гомогенным химическим реакциям:

 

1. Дайте определение скорости гомогенной химической реакции:

 

1. Приведите математическое выражение скорости химической реакции (4.6) лаб.практ. стр.42):

 

1. Приведите определение основного закона химической кинетики:

 

 

1. Приведите математическое выражение основного закона (7) лаб.практ.стр.43):

 

1. Дайте определение порядку реакции:

 

1. Дайте определение элементарной реакции:

 

 

1. Считая нижеприведенную реакцию элементарной, укажитете порядок реакции по H₂, по N₂ и общий порядок реакции: 3H₂ + N₂ = 2NH₃.

 

 

1. Дайте определение молекулярности реакции:

 

1. Сформулируйте правило Вант-Гоффа:

 

1. Приведите формулу для расчета температурного коэффициента скорости реакции (4.9) лаб.практ.стр.47):

 

1. Приведите формулу для расчета скорости реакции при известном температурном коэффициенте скорости реакции (4.10) лаб.практ.стр.47):

 

1. Приведите уравнение Аррениуса (4.11) лаб.практ.стр.48):

 

 

1. Дайте определение энергии активации:

 

 

1. Приведите формулу для расчета энергии активации при известных константах при двух температурах:

 

 

1. Дайте определение гетерогенным химическим реакциям (стр.54 лаб.практ.).

 

1. Приведите примеры гетерогенных химических реакций.

 

1. Допишите уравнение гетерогенной реакции. Приведите формулу для расчета скорости этой реакции (5.3) лаб.практ.стр.55):

CaO_(к) + CO_2(г) =

 

r =

1. Перечислите основные стадии протекания гетерогенных реакций (лаб. практ.стр.55):

 

 

1. Какая стадия реакции считается лимитирующей?

 

 

Практическая часть.

Опыт 1. Зависимость скорости реакции от температуры

Основные понятия: скорость химической реакции r,температурный коэффициент скорости реакции g, энергия активации реакции Е _а

Основные расчетные формулы: r = (условная скорость); g = ; Е _а =

Стехиометрическое уравнение реакции:

 

 

Кинетическое уравнение реакции

 

Таблица. Результаты измерений и расчетов

№ опыта	Температура Т, К	Объем раствора Na2S2O3, мл	Объем раствора Н2SO4, мл	Время протекания реакции t, с	Условная скорость реакции r, с–1

 

Обработка результатов эксперимента (см.стр.51 лаб.пр.):

1.Постройте график зависимости скорости реакции r от температуры t.

2. По полученным данным рассчитайте температурный коэффициент Вант-Гоффа.

3. По полученным данным рассчитайте энергию активации.

Расчеты:

 

График зависимости r =f (T):

 

 

­ r, с^–1

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾® T, К

Выводы: (отмечают влияние температуры на скорость реакции, указывают рассчитанные по результатам измерений средний температурный коэффициент скорости реакции и энергию активации реакции)

 

 

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов

Основные понятия: закон действующих масс, порядок реакции по i –тому реагенту n_i, общий порядок реакции n

Таблица. Результаты измерений и расчетов

№ опы-та	Объем раствора Na2S2O3, мл	Объем раствора Н2SO4, мл	Объем воды, мл	Концентрация С (Na2S2O3), моль/мл	Время протекания реакции t, с	Условная скорость реакции r, с–1

 

Обработка результатов эксперимента (см.стр.52 лаб.практ.):

1.Постройте график зависимости скорости реакции r от концентрации С (Na₂S₂O₃).

2. По полученным данным рассчитайте порядок реакции по серноватистокислому натрию Na₂S₂O₃ (метод Вант-Гоффа), см. формулы на стр.52 лаборат.практикума.

Расчеты (стр.52 лаб.пр.):

 

 

График зависимости r =f (С):

 

 

­ r, с^–1

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾® С (Na₂S₂O₃), моль/мл

 

Выводы: (отмечают влияние концентрации реагента на скорость реакции, указывают порядок реакции по реагенту (Na₂S₂O₃), рассчитанный по результатам измерений)

 

3. По полученным данным постройте график зависимости логарифма скорости реакции от логарифма концентрации Na₂S₂O₃ (ln r от ln C).

4. Определите экспериментально порядок реакции как тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс (n = tgφ), см. лекцию.

Расчеты:

 

График зависимости ln r =f (ln C):

 

 

­ ln r

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½

½¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾® ln C

 

 

5. Сравните значение порядка реакции, рассчитанное по методу Вант-Гоффа (п.2) и полученное из графика (п.4).