Опыт 4. Влияние катализаторов на скорость реакции 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Опыт 4. Влияние катализаторов на скорость реакции



а) Гетерогенный катализ. В три пробирки налить по 1 мл раствора перекиси водорода и прибавить одновременно: в одну – щепотку двуокиси марганца, в другую – такое же количество окиси железа, в третью – двуокиси кремния. Наблюдать разложение перекиси водорода с выделением кислорода (проба тлеющей лучиной). Одинаково ли быстро протекает процесс? Напишите уравнения реакций.

б) Гомогенный катализ. Раствор роданида железа, оставшийся после опыта 3, разбавить двойным объемом воды и разлить поровну в три пробирки. Отмерить цилиндром 5 мл раствора тиосульфата натрия, влить в первую пробирку, включив в момент вливания секундомер. Отметить время от момента вливания до обесцвечивания раствора. Реакция протекает согласно уравнению

2Fe(CNS)3 + 2Na2S2O3 = 2Fe(CNS)2 + 2 NaCNS + Na2S4O6.

Все вещества, образующиеся в результате реакции, бесцветны.

Во вторую пробирку добавить 5 капель раствора сульфата меди и влить 5 мл раствора тиосульфата натрия. Определить по секундомеру время от момента сливания растворов до обесцвечивания. Какую роль играют ионы Сu2+?

В третью пробирку влить 15 капель сульфата меди и проделать аналогичный опыт. Как влияет количество катализаторов на скорость катализируемой гомогенной реакции?

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Что называется скоростью химической реакции? В каких единицах она измеряется?

2 В чем различие реакций, происходящих в гомогенных системах и гетерогенных системах?

3 Почему при повышении концентрации реагирующих веществ и температуры скорость реакции увеличивается?

4 Какое состояние реакционной химической системы называется химическим равновесием? Почему химическое равновесие называют подвижным (динамическим)?

5 Какие методы ускорения течения реакций существуют? Что называется катализом?

6 Какова роль катализатора в химической реакции? Влияет ли катализатор на состояние химического равновесия?

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Обменная реакция веществ с водой, при которой происходит изменение концентрации водородных ионов, т.е. рН раствора, называется гидролизом. Взаимодействие с водой протекает часто ступенчато, с различной глубиной, с образованием комплексов в зависимости от условий и природы реагирующих веществ. Гидролизу подвергаются разные вещества: соли, галогенангидриды, карбиды, углеводы, белки, жиры и т.д. Осахаривание крахмала, гидролиз древесины, получение мыла и другие важные производства основаны на гидролизе.

Весьма важное значение имеет гидролиз солей. Он протекает только в тех случаях, когда из ионов соли и ионов воды может образовываться хотя бы одно слабодиссоциирующее или очень мало растворимое вещество. Образование такого вещества сопровождается связыванием одного из ионов воды, смещением равновесия диссоциации воды и изменением рН раствора.

В зависимости от характера солей различают три основных вида их гидролиза:

1) гидролиз солей; образованных слабым основание и сильной кислотой: NH4, CuCI2, AI2(SO4)3, SnCI2 и др. гидролиз таких солей идет по катиону (рН<7):

NH4NO3 + H2O NH4OH + HNO3

NH4+ + NO3- + H-OH NH4OH + H+ + NO3-

NH4+ + H-OH NH4OH + H+

Если катион многозарядный, то в результате гидролиза образуется чаще всего не слабое основание, а основная соль. Гидролиз идет ступенчато:

AICI3 + H-OH AIOHCI2 + HCI

AI3+ + H-OH AIOH2+ + H+ (I ступень)

AIOH2+ + H-OH AI(OH)2+ + H+ (II ступень)

AI(OH)2+ + H2O AI(OH)3 + H+ (III ступень)

В растворе накапливаются ионы H+ , которые препятствуют прохождению гидролиза по II и тем более по III ступени;

2) гидролиз солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием: Na2CO3, KCN, Na2SO3, KNO2 и др. (рН>7):

KCN + H-OH HCN + KOH

K+ + CN- + H-OH HCN + K+ + OH-

CN- + H-OH HCN + OH-

Соли, образованные сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, гидролизуется ступенчато с образованием кислых солей.

Na2CO3 + H-OH NaHCO3 + NaOH

CO32- + H-OH HCO3- + OH- (I ступень)

HCO3- + H-OH H2CO3 + OH- (II ступень)

Гидролиз идет, в основном, только по I ступени, т.к. появившиеся гидроксид-ионы препятствуют прохождению гидролиза по II ступени, т.е. смещают равновесие второй реакции влево;

3) гидролиз солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой. Соли этого типа легче других подвергается гидролизу, т.к. одновременно связываются ионы Н+ и ОН-. В зависимости от зарядности катиона и аниона при гидролизе таких солей могут образовываться слабое основание и слабая кислота, слабая кислота и основная соль, слабое основание и кислая соль.

(NH4)2S + H2O NH4OH + NH4HS

2NH4+ + S2- + H-OH NH4OH + NH4+ + HS-

При гидролизе солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, рН раствора может быть равен 7, если образуется кислота и основание одинаковые по силе.

Некоторые из солей, образованные очень слабым основанием и очень сильной кислотой, подвергаются необратимому гидролизу. Например, полному гидролизу подвергаются сульфиды и карбонаты трехзарядных катионов (AI3+, Fe3+, Cr3+).

Поскольку гидролиз принадлежит к числу обратимых процессов, то положение его равновесия может быть смещено в ту или иную сторону изменением концентрации веществ, участвующих в реакции, а также температуры раствора. Так, разбавляя раствор, т.е. увеличивая в нем относительную концентрацию воды, на основании принципа Ле Шателье можно увеличить степень гидролиза. Наоборот, приливая кислоту в растворы, имеющие кислую реакцию, или щелочь в растворы с щелочной реакцией, можно получить степень гидролиза. С повышением температуры раствора степень гидролиза соли увеличивается.

Таким образом, для того, чтобы соли не повергались гидролизу, их необходимо хранить при более низкой температуре и в более высокой концентрации.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 374; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 107.23.157.16 (0.063 с.)