Химия: Методические указания по выполнению лабораторных работ, страница 8

Данные последней графы выражают значение температурного коэффициента реакции, т.к. опыты во всех пробирках проводились в условиях одинаковой концентрации растворов.

Начертите график и сделайте вывод о влиянии температуры на скорость химической реакции.

Опыт 3. Влияние величины поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость гетерогенной реакции.

Кусочек мела (СаСО₃) величиной с горошину взвесьте на технохимических весах и поместите в пробирку N1. В другую пробирку (N2) внесите предварительно подготовленный порошок мела в количестве, соответствующем весу кусочка мела в пробирке N1.

В обе пробирки поочередно добавьте одинаковое количество (10-20 капель) концентрированной соляной кислоты, осторожно встряхните пробирки и наблюдайте течение реакции. Секундомером, включенным в момент добавления кислоты, определите время, которое потребовалось для полного растворения мела в обеих пробирках. Напишите уравнение наблюдаемой реакции. Полученные данные занесите в таблицу 6.

Таблица 6

N пробирки	Состояние мела	Масс мела, г	Количество раствора НСI, число капель	Время течения реакции τ, с	Относительная скорость vотн, с--1
1
2

Сравните и объясните полученные знания относительной скорости реакции обоих случаях.

Лабораторная работа №5

Катализ и катализаторы

Цель:

Изучить влияние катализаторов на скорость протекания химических реакций.

Введение

Катализаторы – вещества, изменяющие скорость химических реакций, но остающиеся в химически неизменном виде и в первоначальном количестве. Катализ – явление изменения скорости химической реакции под действием катализатора. Различают автокатализ, гомогенный и гетерогенный катализ. Автокатализ – свойствами катализатора обладает один из продуктов реакции. Гомогенный катализ – реагирующие вещества и катализатор находятся в одинаковом агрегатном состоянии (например, реакции в растворах). Гетерогенный катализ – реагирующие вещества и катализатор находятся в разных агрегатных состояниях.

Явление катализа энергетически можно объяснить тем, что катализатор снижает энергию активации реакции, увеличивая тем самым долю активных молекул. Гомогенный катализ хорошо объясняется теорией промежуточных соединений: катализатор К образует с одним из исходных веществ А промежуточное соединение АК, которое затем взаимодействует с другим исходным веществом В с освобождением катализатора. Так, медленная реакция  в присутствии катализатора протекает с большей скоростью в две стадии:

 или

Действие гетерогенного катализатора связано с адсорбцией (притяжением, поглощение) реагирующих веществ поверхностью катализатора. Под влиянием силового поля катализатора электронные оболочки адсорбированных молекул деформируются, а сами молекулы становятся более активными и реакционноспособными.

Экспериментальная часть

Опыт 1. Каталитическое разложение перекиси водорода.

Перекись водорода медленно разлагается:

Скорость разложения можно изменить введением различных катализаторов.

В пять пробирок налейте по 2 мл 10% раствора перекиси водорода. В пробирку N1 добавьте 0,1 г MnО₂, встряхните осторожно пробирку, наблюдайте выделение пузырьков газа и с помощью секундомера определите время протекания реакции.

В пробирку N2 добавьте 0,1 г активированного углу, в пробирку N3 – 1 мл 40% раствора CuC1₂, в пробирку N4 – 1 мл 20% раствора FeC1₃ и также, как с пробиркой N1, определите без катализатора в пробирке N5.

Результаты опыта занесите в таблицу 7 и рассчитайте относительную скорость реакций.

Таблица 7

N пробирки	Катализатор		Время реакции τ, с	Относительная скорость vотн, =1/τ, с-1
	Химический состав	Агрегатное состояние
1
2
3
4