Главная / Химия / Изучение влияния концентрации реагирующих веществ и температуры на скорость гомогенной химической реакции

Изучение влияния концентрации реагирующих веществ и температуры на скорость гомогенной химической реакции

1.Цель работы

Целью данной работы является изучение влияния концентрации реагирующих веществ и температуры на скорость гомогенной химической реакции.

2. Используемые приборы и материалы.

В данной работе мы использовали: 2 бюретки с 2% растворами Na2S2O3 и H2SO4 и одну бюретку с водой, большие и маленькие пробирки, сосуд с кипятком, термометр.

3. Порядок выполнения работы и результаты экспериментов.

3.1 Опыт №1. Зависимость скорости реакции от концентрации Na2S2O3

В двух маленьких пробирках мы приготовили 5 мл 2% раствора Н2SO4 и 15 мл разбавленного раствора Na2S2O3. Потом обе жидкости одновременно слили в большую пробирку и замерили секундомером, через сколько секунд τ1 наблюдается появление серы (помутнение раствора). Затем повторили этот опыт дважды (но взяли другую концентрацию Na2S2O3) и замерили время τ2 и τ3. Результаты экспериментов, а также исходные объемы веществ приведены в таблице 1

Таблица 1.

Номер опыта

Объем, мл

Концентрация

Na2S2O3

Время τ, c

Относительная скорость реакции, V

Na2S2O3 + H2O

(a) (b)

H2SO4

(c)

1

2

3

5 + 10

10 + 5

15 + 0

5

5

5

0,25

0,50

0,75

τ1 = 120

τ2 = 69

τ3 = 41

1

1.739

2.927

Концентрация [Na2S2O3] вычисляется по формуле:

, где

A – объем Na2S2O3

B – объем Н2O

C – объем Н2SO4

Таким образом, получается:

Скорость реакции подсчитываем в относительных единицах, при этом за единицу принимается скорость для наименьшей концентрации Na2S2O3.

;

Результаты этого эксперимента могут быть представлены в виде графика зависимости V(C):

3.2 Опыт №2. Зависимость скорости реакции от температуры

В двух маленьких пробирках мы приготовили 10 мл 2% раствора Н2SO4 и 10 мл 2% раствора Н2SO4 при комнатной температуре t1. Потом обе жидкости одновременно слили в большую пробирку и замерили секундомером, через сколько секунд τ1 наблюдается появление серы (помутнение раствора). Затем снова повторили этот опыт дважды (но при температурах t1= t2+10оС и при t3 = t2 + 10оС), замерили время τ2 и τ3. Нагревали растворы, поместив пробирки в сосуд с кипятком (термометр находился в одной из них) Результаты экспериментов, а также исходные объемы веществ приведены в таблице 2

Таблица 2

Номер опыта

Объем, мл

Температура

T, oC

Время τ, c

Относительная скорость реакции V

Na2S2O3

H2SO4

1

2

3

10

10

10

5

5

5

20

30

40

τ1 = 60

τ2 = 25

τ3 = 15

1

2.4

4

Скорость реакции подсчитываем в относительных единицах, при этом за единицу принимается скорость для наименьшей концентрации Na2S2O3.

Результаты этого опыта также можно представить в виде графика зависимости V(T)

Рассчитаем значения температурного коэффициента реакции и энергии активации :

А)

Б)

4. Выводы

Скорость гомогенной реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и их температуры. В первом случае эта зависимость имеет линейный характер, а во втором – степенной, что и отражают формулы:

и