Работа №1. Исследование скорости разложения тиосульфата натрия.

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 23

Цель: изучить зависимость скорости реакции разложения тиосульфата натрия от концентрации, температуры и концентрации катализатора.

Тиосульфат натрия разлагается в растворе серной кислоты по уравнению реакции:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Реакция состоит из следующих стадий:

(очень быстро)

(медленно)

(быстро)

Скорость суммарного процесса определяется второй (медленной) стадией.

Опыт № 1.зависимость от концентрации.

В пять пробирок наливают из бюреток 0.1М Na₂SO₃ и воду в количествах, указанных в таблице. В другие пять пробирок наливают из бюретки по 5 мл 1М H2SO4 (первый раствор приливают ко второму) и отсчитывают время до начала помутнения содержимого каждой пробирки. Результаты записывают в таблицу по форме:

Объем, мл	C Na₂S₂O₃ а + б + в, моль/л	Время до появления мути, τ, с	Wусл.=1 ∕ τ,
Na₂S₂O₃ (а)	H₂O (б)	H₂SO₄ (в)
			0, 01
			0, 02
			0, 03
			0, 04
			0, 05

В этом и следующих опытах измеряется не скорость реакции, а промежуток времени между началом реакции и ее видимым результатом, однако этот промежуток времени обычно пропорционален скорости реакции, поэтому величину назовем условной скоростью реакции W (усл.). Строят график зависимости скорости разложения тиосульфата от концентрации. Какой вывод можно сделать о порядке исследуемой реакции на основании полученной зависимости?

Опыт №2. Зависимость от температуры

В три пробирки наливают по 5мл 0, 1М Na₂S₂O₃, а в три другие. Помещают все пробирки в стакан с водой и через 5 – 7 мин., измерив температуру воды в стакане, сливают вместе содержимое одной пары пробирок с H₂SO₄ и Na₂S₂O₃, и отсчитывают время до начала помутнения. Переливают в стакан немного горячей воды так, чтобы температура воды в стакане увеличилась примерно на . Слив содержимое второй пары пробирок с H₂SO₄ и Na₂S₂O₃, определяют также время до начала появления мути. Опыт с последней парой пробирок проводят при температуре приблизительно на выше первоначальной.

Результаты записывают в таблицу по форме:

, С	1/Т	Время от начала отсчета времени до помутнения, с	Wусл.=1 ∕ τ ,	lg W

Строят график зависимости логарифма скорости реакции обратной величины абсолютной температуры. Из графика определяют тангенс угла наклона и вычисляют энергию активации: Е=-2, 3 tg α

Опыт №3. Зависимость от концентрации катализатора.

В три пробирки наливают по 2 мл 0, 1М Na2S2O3 и добавляют по 1, 2, 3мл 0, 05М CuSO4. Кроме того, в первые две пробирки добавляют 2 и 1 мл воды, чтобы общий объем раствора во всех пробирках составлял 5 мл. В другие три пробирки наливают по 5 мл 1М Na2S2O3. Смешивают попарно растворы тиосульфата натрия и серной кислоты и определяют время до помутнения растворов.

Результаты опытов записывают в таблицу по форме:

C (СuSO₄), г-ион/л	Время до начала отсчета. до помутнения, τ, с	Wусл.=1/ τ,

Строят график зависимости скорости реакции от концентрации ионов катализатора.

Работа №2.Исследование скорости гидролиза мочевины.

Цель работы.

Получить экспериментальную зависимость скорости гидролиза мочевины от времени в присутствии фермента уреазы и научиться определять скорость реакции по графику.

Водная суспензия соевой муки или арбузных семечек содержит фермент уреазу. Уреаза катализирует гидролиз мочевины по схеме:

H₂N-CO-NH₂ + H₂O 2NH₃ + CO₂

Скорость данной химической реакции можно определить по образованию выделяющегося аммиака.

Определение аммиака можно осуществлять различными методами: титрометрическим, электрометрическим, колориметрическим.

а) Титрометрический метод.

В коническую колбу наливают 30 мл мочевины (0, 1М) и устанавливают заданную температуру с помощью водяной бани.После установления необходимой температуры по термометру, помещенному в колбу, добавляют 10 капель суспензии, содержащей уреазу, и отмечают время. Через 5 мин. Из колбы обтирают 5 мл. смеси, добавляют 2 – 3 капли фенолфталеина, быстро титруют раствором 0, 01HCl до обесцвечивания. Затем через 5 мин. Отбирают следующую пробу и т. д.

Результаты заносят в таблицу.

№	τ, с	V(HCl), мл	P (NH3)

Количество выделившегося аммиака рассчитывают по формуле:

P(NH₃) = C(1/z HCl) V(HCL) 1000

По полученным данным строится график зависимости P(NH₃) от времени (τ ). Из полученного графика определяем начальную скорость реакции за пятиминутный интервал:

б) Электрометрический метод.

Метод основан на использовании специальных электродов, чувствительных к концентрации.

Предварительно калибруют прибор по стандартным растворам NH₄Cl.

Для этого измеряют величину э. д. с. гальванического элемента, состоящего из электрода сравнения и ионоселективного электрода, помещенных в 0, 1М, 0, 01М, 0, 001М раствор.

На основе полученных данных строится график, имеющий вид

Рис.1

Затем осуществляют изучение скорости гидролиза мочевины этим методом. В стакан помещают 30мл 0, 1М раствора мочевины и измеряют температуру раствора. Если температура отличается от заданной, то ее устанавливают с помощью водяной бани.

В стакан с раствором мочевины помещают электроды и измеряют э. д. с. Затем вносят суспензии уреазы и отмечают время.

Через каждые 3 минуты отмечают величину э. д. с. и заносят в таблицу:

№	τ, с	э. д. с., мв

По графику находят . По формуле определяют концентрацию.

Строится зависимость вида:

Рис.2

Определите скорость реакции за пятиминутный интервал по формуле:

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а) Основная литература:

1. Беляев А.П. Физическая и коллоидная химия. – М.: ГЭОТАР, 2008.- 243 с.

2. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 184 с.

3. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1990. – 487 с.

б) Дополнительная литература:

3. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984.

4. Физическая химия, т.1, 2., (под редакцией Краснова К.С.), М.: Высшая школа, 1995.

5. Евстратова К.И. и др. Практикум по физической и коллоидной химии. М.: Высшая школа, 1990.

6. Краткий справочник физико-химических величин (под редакцией Равделя А.А. и Пономаревой А.М.), Л.: Химия, 1993, 1989.

7. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1995

8. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: Химия, 1995.

9. Дулицкая Р.А., Фельдман Р.И. Практикум по физической и коллоидной химии, М.: Высшая школа, 1978.

П Р А В И Л А

ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 18 19 20 21 2223