Лабораторная работа. Реактивы и оборудование: 1) дистиллированная вода; 2) 0,1 м раствор тиосульфата натрия Na2S2O3; 3) 2,5% раствор серной кислоты; 4) штатив для пробирок;5)

Реактивы и оборудование: 1) дистиллированная вода; 2) 0,1 м раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃; 3) 2,5% раствор серной кислоты; 4) штатив для пробирок;5) секундомер; 6) 6 пробирок; 7) 2 бюретки.

Изучается скорость следующей реакции

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

Возникающая при этой реакции сера в первый момент образует с водой коллоидный раствор. Необходимо измерить по секундомеру время от момента сливания до появления едва заметной мути. Таким образом, в данном опыте измеряется не скорость реакции, а промежуток времени t между началом реакции и видимым результатом. Этот промежуток времени обратно пропорционален скорости реакции V, поэтому величину 1/t назовем условной скоростью реакции (V _усл).

Опыт. 1. Влияние концентрации на скорость реакции. На стенках шести сухих и чистых пробирок поставить восковым карандашом номера: 1, 2, 3, la, 2a, 3а. В первые три пробирки налить из бюретки по 5 мл раствора серной кислоты (отсчет по нижнему мениску, результаты опыта зависят от точности измерения объема раствора). В другие три пробирки налить из бюреток указанное в таблице количество миллилитров раствора Na₂S₂O₃ и Н₂O. Приведенную ниже таблицу переписать в лабораторный журнал.

№ пробирок	Объем, мл	[Na2S2O3] = 0,1×a/(а+б+в) (моль/л)	Время до появления мути (t, сек)	V усл = 1/t, (сек^-1)
Na2S2O3 (а)	Н2O (б)	Н2SO4 (в)
1а				0,01
2a				0,02
За				0,03

Влить содержимое пробирки 1а в пробирку 1 и тотчас же включить секундомер. Перемешать раствор в пробирке. Как только появится слабая муть, выключить секундомер и записать данные в таблицу. Проделать аналогичные опыты с растворами во всех других пробирках. По полученным данным построить (на миллиметровой бумаге) график зависимости между условной скоростью реакции (ось ординат) и концентрацией (ось абсцисс). График вклеить в журнал. Каков должен быть график при идеальном соблюдении закона действия масс? Сделать вывод о влиянии изменения концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции. При каких кожных заболеваниях животных, и каким образом используются сера и тиосульфат натрия?

Литература

1. П.М. Саргаев. Неорганическая химия. -М.: КолосС, 2004. С. 29-43; 44-49, 52-54; 124-132, 153.

Тема 5. Химическое равновесие

Содержание темы

1. Понятие химического равновесия.

2. Вывод константы равновесия химической реакции.

3. Химическое равновесие гетерогенных реакций.

4. Принцип Ле Шателье.

5. Смещение химического равновесия под влиянием изменения условий (концентрации веществ, давления реакционной газовой смеси и температуры).

6. Химические равновесия в организме животного.

7. Примеры решения задач.

Пример 1. Для реакции

С_{(графит)} + Н₂О_(пар) Û CO_(газ) + Н_{2 (газ)}; DН = 131,3 кДж

Определить, в каком направлении сместится химическое равновесие при изменении одного из условий:

а) при увеличении концентрации Н₂О,

б) при увеличении концентрации СО,

в) при уменьшении концентрации H₂,

г) при увеличении общего давления,

д) при повышении температуры.

Решение. а). Согласно принципу Ле Шателье, повышение концентрации одного из реагирующих веществ увеличивает скорость реакции, использующей вводимое вещество. Следовательно, равновесие данной реакции должно смещаться в сторону прямой реакции, поскольку при этом добавленное количество Н₂О будет частично расходоваться.

б). Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации СО равновесие должно смещаться в сторону обратной реакции, так как в этом случае добавленное количество СО будет расходоваться.

в). Согласно принципу Ле Шателье, понижение концентрации одного из реагирующих веществ увеличивает скорость реакции, протекающей с образованием вещества, концентрация которого понижается. В данной реакции при уменьшении концентрации равновесие должно смещаться в сторону прямой реакции, поскольку ее протекание будет частично восполнять произведенное уменьшение концентрации Н₂.

г). Согласно принципу Ле Шателье, повышение давления в системе увеличивает скорость реакции, протекающей с уменьшением объема. Следовательно, в данном случае увеличение общего давления реакционной смеси будет смещать химическое равновесие в сторону обратной реакции, в результате которой из двух молекул газов Н₂ и СО получается одна молекула газообразной H₂O. Уменьшение числа молекул газообразных веществ в реакционной смеси противодействует произведенному нами увеличению общего давления смеси.

д). Согласно принципу Ле Шателье, повышение температуры реакционной смеси увеличивает скорость эндотермической реакции. Следовательно, в данном случае равновесие сместится в сторону прямой реакции, протекание которой сопровождается поглощением теплоты и противодействием произведенному нами нагреванию смеси.

Домашнее задание

1. В какую сторону сместится равновесие

2S_(тв) + 3 O_2(газ) Û 2 SO_3(газ); DН < 0,

а) при увеличении концентрации исходных веществ;

б) при увеличении концентрации продуктов реакции?

2. В какую сторону сместится равновесие реакций

а) 2Н₂S_(газ) Û 2Н_2(газ) + S_2(газ); DН = 40,2 кДж,

б) N₂O_4(газ) Û 2NO_2(газ); DН = 66,7 кДж,

в) СО_(газ) + Н₂O_(пар) Û СO_2(газ) + Н_2(газ); DН = - 41,1 кДж

при повышении температуры?

3. Как отразится повышение давления на равновесии реакций:

2 Н_2(газ) + О_2(газ) Û 2 Н₂O,

СаСО_3(тв) Û СаО_(тв) + СО_2(газ).

4. Укажите, какими изменениями концентраций реагирующих веществ можно сдвинуть вправо равновесие реакции

CO_2(газ) + С_(тв) Û 2 СО_(газ).

5. Приведите примеры объяснения смещения химических равновесий в организме животного на основании принципа Ле Шателье.

Дата добавления: 2015-08-31