Работа  №  28. Фотохимическое разложение перекиси водорода

Цель работы − изучение кинетики цепной фотохимической реак­ции разложения Н₂О₂с применением газометрического метода и определение константы нарастания скорости реакции.

Оборудование

Схема установки представлена на рис. 3.4.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Налить в кварцевую колбу (1) определенное (по указанию препо­давателя) количество дистиллированной воды и перекиси водорода. Соединить колбу с обратным холодильником (5), установив ее против отверстия (6) в защитном щите (7).

2. Пустить воду в холодильник.

3. Открыть кран (8) и с помощью уравнительного сосуда (4) установить уровень жидкости в бюретке (3) на нулевом делении. Повернуть кран (6) таким образом, чтобы бюретка была соединена с холодильником. Проверить герметичность прибора.

4. После включения лаборантом ртутно-кварцевой лампы (2) через 1-2 мин. открыть заслонку (9) и одновременно включить секундомер.

5. Отметить время, за которое выделится 1мл кислорода. Последующие измерения делать через каждые 2 мин. Когда скорость выделения кислорода достигнет 2 мл  в 2 мин., делать замеры ежеминутно. Опыт прекратить, когда выде­лится 75−80 мл кислорода.

6. Записать результаты измерений в таблицу:

 

 

Номер изме­рения

Время от начала измерения τ, мин.

Объем вы­делившегося кислорода a, мл

Скорость реакции v, мл/мин.

tg v

lnv

 

7. Вычислить скорость реакции в различные моменты времени c интервалом 2 мин. по формуле:

                                                 

8. Построить график зависимости v = f(τ),откладывая время в минутах по оси абсцисс. По восходящей ветви построенной кривой взять значение vв различные моменты времени и построить гра­фик зависимости lnv = f(τ)

9. Определить константы Аиφпо уравнению (3.14), которое после логарифмирования принимает вид lnv = lnA + φτ.

Это уравнение является уравнением прямой в системе координат lnV−τ Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат при значении τ = 0, дает величину ln A, а тангенс угла наклона прямой к оси τ определяет величину φ.

Работа № 29. ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ

ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Цель работы − исследование влияния изменения концентрации веществ на скорость химических реакций.

 

Зависимость скорости реакции от концентрации можно изучить, пользуясь реакцией взаимодействия серноватисто-кислого (тиосульфата) натрия с серной кислотой:

Nа₂ S₂O₃ + Н₂ SO₄ → Nа₂ SO₄ + H₂O + SO₂ + S↓.

Выделившаяся из раствора сера делает раствор мутным. По про­межутку времени от начала реакции до заметного помутнения раство­ра можно судить об относительной скорости этой реакции.

 

Оборудование

1. Бюретки.

2. Химические стаканы.

3. Метроном.

               Порядок выполнения работы

1. Заполнить выше нулевого деления три бюретки, закрепленные в штативе: первую – 2 нраствором тиосульфата, вторую − дистиллированной водой, третью −  раствором серной кислоты (см. правила пользования бюреткой).

2. В семи стаканах приготовить растворы Nа₂S₂O₃   в воде в соотношениях, указанных в таблице:

 

 

Номер стакана	Раствор Na2S2O3, мл	Н2O, мл
1 2 3 4 5 б 7	1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 12,0 16,5	15,0 13,5 12,0 10,5 9,0 4,5 0

 

3. Налить в стакан № 1 из бюретки 1,5 мл 1 н раствора серной кислоты, перемешать раствор и сразу же включить метроном (момент сливания должен совпадать с моментом удара метронома, который принять за ноль отсчета). При появлении едва заметной мути опыт прекратить. Результаты (число ударов метронома) записать.

4. Повторить опыт со смесями в стаканах № 2−7.

5. По окончании каждого опыта тщательно вымыть стаканы.

6. Результаты свести в таблицу.

7. На миллиметровой бумаге начертить график зависимости v (ось ординат) от C   (ось абсцисс).

8. Сделать вывод о зависимости скорости реакции vот концентрацииреагирующих ве­ществ. Как согласуются ваши наблюдения с законом действующих масс?

 

Номер стакана	Объем, мл Nа2S2O3 H2O Н2SO4 (а) (б) (в)	Общий объем смеси, мл	Концентрация Nа2S203	Промежуток времени от начала сче­та до по­мутнения τ	Скорость реакции
2 3 4 5 6 7