Порядок выполнения работы

Растворы:

- хлороводорода (соляной кислоты) НСl ; с_Э = 1 моль/л;

- пероксида водорода (перекиси водорода) Н₂О₂; с_Э = 1 моль/л;

- тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ ; с_Э = 1 моль/л;

- йодида калия KI; с_Э = 1 моль/л;

- раствор крахмала.

Оборудование:

- мерные цилиндры;

- стаканчики;

- секундомер.

          Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ можно проследить на реакции (32) окисления йодида калия пероксидом водорода в кислой среде хлороводорода:

             2 КI + Н₂О₂ + 2 НСl = 2 KCl + 2 H₂O + I₂ .                      

Эта реакция состоит из двух стадий:

1) Реакция разложения пероксида водорода с образованием атомарного кислорода:

               Н₂О₂         Н₂О + О⁰ ,

который окисляет затем иодид-ион в свободный йод:

      _{0 -1      -2 0}

2) О + 2I      O + I₂ .

Выделившийся йод фиксируется крахмалом (посинение), имеющимся в растворе.

         Кроме реакции (32) для наблюдения за скоростью используют реакцию с тиосульфатом натрия, восстанавливающим йод в иодид-ион;

    2Na₂S₂O₃ + I₂ = 2 NaI + Na₂S₄O₆       .                                                 

         Обе реакции (32) и (33) проводят одновременно в одной реакционной смеси. Так как реакция (33) протекает быстрее реакции (32), то свободный йод появляется в растворе только после полного окисления всего тиосульфата натрия. Скорость суммарного процесса последовательных реакций определяется первой (более медленной) стадией.

         В химических стаканчиках готовятся: раствор №1 (смешиванием растворов пероксида водорода, хлороводорода и крахмала) и раствор №2 (смешиванием растворов иодида калия и тиосульфата натрия). Объёмы растворов отмериваются мерными цилиндрами по данным таблицы 2.

         Приготовленные растворы №1 и №2 сливают в один стаканчик и ведут отсчёт времени по секундомеру до появления синей окраски раствора. Она не появляется в растворе до тех пор, пока не будет полностью окислен йодом тиосульфат натрия. После окончания реакции (33) - йода с тиосульфатом натрия, первые порции выделившегося йода окрашивают раствор в синий цвет. Отсчет времени ( ) ведут с момента сливания растворов №1 и №2 в один стаканчик до появления синей окраски раствора.

         По данным таблицы 2 видно, что в ходе опытов изменяют концентрацию Н₂О₂ , добавляя к раствору №1 разное количество воды. Видно также, что общий объем реакционной смеси в каждом опыте одинаков и составляет 60 мл. Следовательно, концентрации пероксида водорода в реакционной смеси растут от опыта к опыту, и их величины соотносятся между собой, как номера опытов 1:2:3:4:5. Объём раствора крахмала в каждом опыте одинаков и составляет 1-2 мл.

         Результаты записывают в таблицу и делают вывод о зависимости скорости реакции от концентрации.

Таблица 2

Состав растворов для опытов

Контрольные вопросы

1. Что называется скоростью химических реакций (дайте определение)?

2. Какие реакции являются гомогенными и гетерогенными?

3. Какие факторы влияют на скорость реакции?

4. Как описывается зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ?

5. Напишите выражение закона действующих масс для реакций:

N₂(г) + 3Н₂(г) Û 2NН₃(г);

2NO(г) + О₂(г) Û 2NO₂(г) ;

С_тв +О₂(г) Û СО₂(г).

6. От чего зависит константа скорости реакции?

7. Каков физический смысл константы скорости реакции?

8. Приведите примеры простых и сложных реакций.

9. Какие реакции называются обратимыми?

10. Приведите примеры параллельных реакций

11. Какие реакции называются последовательными?