Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ
Для исследования предлагается реакция:
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O
Реакция в ионно-молекулярном виде:
S2O3-2 + 2Н+ = SO2 + S↓ + Н2О.
Прежде чем приступать к выполнению эксперимента, рассмотрите применимость закона действующих масс для данной реакции (для упрощения используйте уравнение реакции в ионно-молекулярном виде). Изобразите графически вид зависимости скорости реакции при увеличении концентрации тиосульфата натрия, условно обозначив ее как С, 2С, ЗС (при постоянной концентрации серной кислоты). Определите порядок реакции по тиосульфат-ионам. Обсудите также вид зависимости скорости реакции от концентрации серной кислоты и изобразите графически вид этой зависимости, если концентрацию тиосульфат-ионов считать постоянной. Укажите порядок реакции по ионам водорода.
Методика выполнения опыта
Приготовьте три раствора тиосульфата натрия различной концентрации. Для этого в три пробирки налейте: в первую – 1 мл раствора Na2S2O3 и 2мл Н2О; во вторую – 2 мл Na2S2O3 и 1 мл Н2О; в третью – 3 мл того же раствора Na2S2O3. Затем в каждую пробирку добавьте по 1 мл раствора H2SO4 и измерьте время в секундах от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения вследствие выпадения серы. Результаты опыта занесите в таблицу и постройте график зависимости скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия.
Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры
Исследуется полуэмпирическое правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса, графическое решение которого позволяет определить энергию активации реакции.
Методика выполнения опыта
В три пробирки налейте по 2 мл раствора Na2S2O3, поставьте в стакан с горячей водой и через 3 – 5 минут измерьте температуру термометром. Добавьте в первую пробирку 1 мл раствора H2SO4 и отметьте время от момента добавления кислоты до появления первых признаков помутнения. Изменяя температуру системы (доливая холодную или горячую воду), проведите реакцию во второй и третьей пробирках. Результаты опыта внесите в таблицу и постройте график, откладывая по оси ординат относительную скорость, а по оси абсцисс – температуру (t, t + 10, t + 20).
Рассчитайте средний температурный коэффициент реакции:
, если 
; 
.
Для графического расчета энергии активации постройте зависимость 
и по тангенсу угла наклона прямой определите энергию активации.
Лабораторная работа №5
Гидролиз солей
Цель работы:изучение процесса гидролиза солей разного типа, установление количественных характеристик процесса гидролиза, изучение влияния различных факторов на степень гидролиза.
Рекомендации:по литературным источникам ознакомиться со следующими теоретическими основами - «Ионное произведение воды», «Сильные и слабые электролиты», «Гидролиз солей».
Важнейшие понятия:гидролиз солей, образование многоядерных комплексов, водородный показатель, степень и константа гидролиза.
Следует уметь:сравнивать относительную склонность к гидролизу ионов в зависимости от их заряда и размера, связывать склонность к гидролизу анионов и катионов с силой соответствующих кислот и оснований значениями Кдис соответствующих ступеней ионизации кислот и оснований. Выражать процесс гидролиза с помощью ионных и молекулярных уравнений. Объяснять влияние температуры, концентрации ионов H+и ОН-, одноименных ионов на смещение ионного равновесия.
Контрольные вопросы и задания:
1. Что называется ионным произведением воды? Каково его значение для 298 К?
2. Что называется водородным показателем (рН)? Как его величина связана с гидроксильным показателем (рОН)?
3. Определить значение рН в растворах NaOH и H2SO3 при их концентрации 0,001 моль/л.
4. Как можно определить явление гидролиза?
5. Какие соли подвергаются гидролизу по катиону, а какие – по аниону? Какие соли не подвергаются гидролизу? Привести примеры, записав уравнение гидролиза в ионном и молекулярном виде.
6. Что является следствием процесса гидролиза?
7. Охарактеризовать понятия «степень гидролиза», «константа гидролиза».
8. От каких факторов зависит степень гидролиза?
9. Рассчитать константу гидролиза NH4CI, а также степень гидролиза в растворе с концентрацией 0,001 моль/л.
Экспериментальная часть