Опыт 1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость химической реакции

Выполнение опыта

Возьмите четыре пробирки. В первые две пробирки внесите по одной грануле металлического цинка, а в другие две – по одной грануле металлического олова. В одну пробирку с гранулами цинка добавьте раствор соляной кислоты, а в другую – уксусной кислоты (СН₃СООН). Подобные действия проведите с металлическим оловом. Наблюдайте различную интенсивность выделения водорода в пробирках.

 

Запись результатов опыта

Напишите уравнения реакций взаимодействия цинка и олова с соляной и уксусной кислотами.

В выводе отразите влияние природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.

 

Опыт 2. Влияние величины поверхности раздела реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Выполнение опыта

Возьмите два небольших, по возможности одинаковых кусочка мела. Один из них измельчите на фильтровальной бумаге стеклянной палочкой до порошкообразного состояния. Полученный порошок поместите в одну пробирку, а кусочек мела – в другую. В обе пробирки одновременно добавьте одинаковое количество (10 – 20 капель) 2М соляной кислоты. В какой пробирке наблюдается более сильное выделение газа? Отметьте время полного растворения мела в каждой пробирке.

Запись результатов опыта

Запишите уравнение соответствующей реакции. Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от величины поверхности раздела реагирующих веществ.

 

Опыт 3. Влияние концентрации реагирующих веществ на состояние химического равновесия

При взаимодействии хлорида железа (III) с роданидом аммония NH₄CNS протекает обратимая реакция, в результате которой образуется роданид железа (III) Fe(CNS)₃, имеющий яркую кроваво-красную окраску:

FeCl₃ + 3NH₄CNS ↔ Fe(CNS)₃ + 3NH₄C1

Эта обратимая реакция является удобной для исследования, так как при изменении концентрации реагирующих веществ по изменению интенсивности окраски раствора легко наблюдать за смещением равновесия.

Выполнение опыта

В стаканчик налейте равные объемы (по 10 мл) 0,005н растворов хлорида железа (III) и роданида аммония. Раствор окрашивается в кроваво- красный цвет в результате образования роданида железа (III). Полученный раствор разлейте поровну в четыре пробирки.

Первую пробирку оставьте для сравнения в качестве эталона, во вторую пробирку внесите 3 – 4 капли насыщенного раствора хлорида железа (III), в третью – немного кристалликов роданида аммония (NH₄CNS), в четвертую - сухого хлорида аммония.

Сравните окраску растворов с эталоном и отметьте наблюдаемые изменения окраски.

Запись результатов опыта

Запишите уравнение обратимой химической реакции. Напишите выражение для константы равновесия.

Экспериментальные данные представьте в виде таблицы:

 

Внешнее воздействие	Противодействие системы	Изменение окраски раствора	Направление смещения равновесия
↑ СFeCl3	↓ СFeCl3	Увеличение интенсивности красной окраски	→
↑СNH4CNS
↑СNH4C1

 

В выводе, на основании принципа Ле Шателье-Брауна, рассмотрите влияние концентраций реагирующих веществ на состояние химического равновесия в исследуемой системе и объясните причину изменения окраски раствора.

Опыт 4. Влияние температуры на состояние химического равновесия

При взаимодействии йодной воды (I_2aq)с крахмалом образуется непрочное вещество сложного состава, окрашенное в синий цвет. Эта реакция обратима и обладает заметным тепловым эффектом.

I_{2 aq} + крахмал ↔ окрашенное вещество.

 

Выполнение опыта

В пробирку налейте 2 – 3 мл йодной воды (I_2aq) и добавьте 2 – 3 капли водного раствора крахмала. В какой цвет окрасился раствор?

Пробирку с раствором осторожно нагрейте на пламени спиртовки. Что происходит с раствором при нагревании?

Охладите пробирку, поместив ее в стакан с холодной водой. Что происходит с раствором при охлаждении?

Запись результатов опыта

В выводе на основании экспериментальных данных, используя принцип Ле Шателье-Брауна, объясните влияние температуры на состояние химического равновесия в исследуемой системе.

Исходя из данных о направлении смещения равновесия для этой реакции при изменении температуры, определите, к какому типу она относится (экзотермическая или эндотермическая), и укажите тепловой эффект (ΔН < 0 или ΔН > 0) прямой и обратной реакций.

 

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Что является предметом изучения химической кинетики?

2. Что такое гомогенные и гетерогенные реакции?

3. Что называется скоростью химической реакции? От каких факторов она зависит для гомо- и гетерогенных реакций?

4. Как зависит скорость химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Сформулируйте закон действующих масс и приведите его математическое выражение.

5. В чем состоит физический смысл константы скорости химической реакции?

6. Как зависит скорость химической реакции от температуры? Сформулируйте правило Вант-Гоффа.

7. Что такое температурный коэффициент скорости реакции? В чем его физический смысл?

8. Приведите уравнение Аррениуса. Что такое энергия активации? В чем ее физический смысл?

9. Что такое катализаторы? Дайте понятия гомогенного и гетерогенного катализов.

10. Что такое обратимые и необратимые химические реакции?

11. Охарактеризуйте состояние химическое равновесия. Назовите кинетическое и термодинамическое условия состояния химического равновесия.

12. Что такое константа химического равновесия?

13. Приведите зависимость константы равновесия от температуры.

14. Какими параметрами характеризуется состояние химического равновесия?

15. Какой процесс называют смещением химического равновесия?

16. Сформулируйте принцип Ле Шателье-Брауна (принцип подвижного равновесия).

17. Как влияет изменение температуры, общего давления в системе и концентрации реагирующих веществ на состояние химического равновесия?

 

Работа № 5

КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ

Цель работы: приготовление растворов солей заданной концентрации