Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей




НазваниеЛабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей
страница5/13
Дата публикации06.11.2014
Размер1.1 Mb.
ТипЛабораторная работа
5-bal.ru > Химия > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Катализ



Катализом называют процесс изменения скорости реакции под действием катализаторов. Катализатор – это вещество, которое изменяет скорость реакции, но не расходуется в результате реакции. Различают гомогенный и гетерогенный катализ. В гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одной и той же фазе, а при гетерогенном катализе они находятся в разных фазах. Механизм действия как гомогенного, так и гетерогенного катализа обычно заключается в образовании промежуточного комплекса, состоящего из катализатора и исходного вещества, (реже – промежуточного соединения), дальнейший распад которого определяет скорость и селективность всего процесса. Например, для каталитической реакции

К

А + В = С
механизм действия катализатора К можно схематично представить следующим образом

А + К = АК, АК + В = С + К (АК  промежуточный комплекс).
Катализаторы, которые снижают энергию активации и повышают скорость реакции, называют положительными.

Отрицательные катализаторы замедляют реакцию, связывая промежуточные молекулы. Их часто называют ингибиторами.

Каталитические реакции, в которых катализатором является один из продуктов реакции, называются автокаталитическими (автокатализ).

Лабораторная работа

Химическая кинетика. Катализ


Цель работы

Изучение влияния концентрации, температуры, катализатора на скорость химических реакций и измерение каталитической активности катализатора.

Оборудование и реактивы

Пробирки. Стаканы. Секундомер. Термометр. Цилиндры. Микрошпатель. Мел (кусочки и порошок). Сульфат марганца (II) (крист.). Оксиды свинца (IV) и марганца (IV). Растворы: тиосульфата натрия (III) (разб.), роданида калия (разб.), соляной кислоты (разб.), щавелевой кислоты (1 М), серной кислоты (1М), перманганата калия (0,1 М), перекиси водорода (3% и 30%).
Опыт 1. Зависимость скорости гомогенной реакции от концентрации исходных реагентов

Эту зависимость можно изучить на классическом примере гомогенной реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой, протекающей по уравнению

Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓ + SO2↑ + H2O.
Сера в первый момент образует с водой коллоидный раствор (едва уловимое помутнение). Необходимо измерить по секундомеру время от момента сливания до появления едва заметной мути. Зная время протекания реакции (в секундах), можно определить относительную скорость реакции, т.е. величину, обратную времени: .

Для опыта следует приготовить три сухие чистые пробирки, пронумеровать их. В первую внести 4 капли раствора тиосульфата натрия и 8 капель воды; во вторую – 8 капель тиосульфата натрия и 4 капли воды; в третью – 12 капель тиосульфата натрия. Пробирки встряхнуть.

Если условно обозначить молярную концентрацию тиосульфата натрия в пробирке 1 через «с», то соответственно в пробирке 2 будет 2 с моль, в пробирке 3 – 3 с моль.

В пробирку 1 внести одну каплю серной кислоты, одновременно включить секундомер: встряхивая пробирку, следить за появлением мути в пробирке, держа ее на уровне глаз. При появлении малейшей мути остановить секундомер, отметить время реакции и записать в таблицу.

Проделать аналогичные опыты со второй и третьей пробирками. Данные опыта внести в лабораторный журнал в виде таблицы.




про-бир-ки

Количество раствора Na2S2O3 в каплях

Коли-чество капель

воды

Коли-чество капель H2SO4

Общий объём раствора в

каплях

Концентрация Na2S2O3

в молях

Время реакции

τ , с

Относительная скорость V=1/τ,

c-1

1

2

3

4

8

12

8

4

-

1

1

1

13

13

13

c

2c

3c








По полученным данным построить график зависимости VC, откладывая по оси абсцисс концентрацию, а по оси ординат – скорость.

Какой линией выражается найденная зависимость? Должна ли линия проходить через начало координат?

Опыт 2. Зависимость скорости гомогенной реакции от температуры

Эту зависимость можно наблюдать на той же системе
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓ + SO2↑ + H2O.
Приготовить три чистые сухие пробирки, пронумеровать их. В каждую из них внести по 10 капель раствора тиосульфата натрия. Пробирку № 1 поместить в стаканчик с водой при комнатной температуре и через 1…2 минуты отметить температуру. Затем в пробирку добавить одну каплю серной кислоты, одновременно включить секундомер и остановить его при появлении слабой, едва заметной мути. Отметить время в секундах от момента добавления кислоты в пробирку до появления мути. Записать результат в таблицу.

Затем повысить температуру воды в стакане точно на 100 либо нагреванием на плитке, либо смешиванием с горячей водой. Поместить в эту воду пробирку № 2, выдержать несколько минут и добавить одну каплю серной кислоты, включив одновременно секундомер, встряхивать пробирку с содержимым в стаканчике с водой до появления мути. При появлении едва заметной мути выключить секундомер и внести показания секундомера в таблицу.



пп

Температура

опыта

t, 0C

Время помутнения раствора

τ, с

Относительная скорость

реакции

1/τ,с-1

Температурный коэффициент

γ

1

2

3

20

30

40











Аналогичный опыт провести с третьей пробиркой. Температуру в стакане предварительно повысить ещё на 100, поместить в неё пробирку № 3, выдержать несколько минут и добавить одну каплю серной кислоты, одновременно включив секундомер и встряхивая пробирку.

Результаты опытов выразить графиком, откладывая по оси ординат скорость, а по оси абсцисс – температуру.

Определить температурный коэффициент реакции γ:
, и .

Сделать вывод о влиянии температуры на скорость реакции. Энергию активации рассчитать по формуле


для температур Т1 и Т2, Т2 и Т3, а также среднюю Еа.
Опыт 3. Влияние поверхности реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе

Уравновесить на технических весах кусочек мела и такую же массу порошка мела – приблизительно 0,5 г. В две пробирки налить по 5 мл разбавленной соляной кислоты и внести в них одновременно навески мела: кусочек – в одну пробирку, порошок – в другую. Отметить время, которое потребуется для полного растворения мела. В какой пробирке реакция протекает быстрее и почему?

Написать уравнение реакции и математическое выражение закона действующих масс. Сделать вывод о влиянии поверхности реагирующих веществ на скорость реакции, протекающей в гетерогенной системе.

Опыт 4. Качественное определение активности различных катализаторов на примере разложения пероксида водорода

Пероксид водорода разлагается при комнатной температуре в присутствии различных катализаторов по уравнению
2 H2O22 H2O + O2.
Изучить действие двух катализаторов на скорость разложения пероксида водорода: оксида свинца (IV) и оксида марганца (IV).

В две пробирки внести по 10 капель 30 %-ного раствора пероксида водорода. В одну пробирку добавить немного (на кончике шпателя) оксида свинца (IV), а в другую – столько же оксида марганца (IV). О скорости разложения пероксида водорода судят по интенсивности выделения пузырьков газа. Как доказать, что в обеих пробирках выделяется кислород? Какой из использованных катализаторов эффективней?
Опыт 5. Гетерогенный катализ. Изучение влияния количества катализатора на скорость разложения пероксида водорода

В две пробирки с помощью мерного цилиндра налить по 5 мл 3 %-го раствора пероксида водорода. В первую пробирку добавить на кончике шпателя порошка оксида марганца (IV), во вторую  в два раза больше. Записать время начала и окончания выделения пузырьков кислорода в обеих пробирках. Сделать вывод о влиянии количества катализатора оксида марганца (IV) на скорость разложения пероксида водорода.
Опыт 6. Автокатализ

Изучить явление автокатализа на примере взаимодействия перманганата калия с щавелевой кислотой, протекающей по уравнению
5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 = 10 CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O.
В пробирку внести одну каплю раствора перманганата калия. Добавить к раствору дистиллированной воды в таком количестве, чтобы получился прозрачный розовый раствор. В сухую пробирку налить 10 капель полученного розового раствора и добавить 2 капли щавелевой кислоты и 4 капли раствора серной кислоты. Смесь перемешать, встряхнув пробирку. Тут же включить секундомер. Отметить время обесцвечивания раствора.

Повторить опыт в другой пробирке, предварительно добавив к смеси растворов один кристаллик сульфата марганца (II).

Объяснить, почему во втором случае реакция протекает быстро, а в первом она постепенно ускоряется.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие:

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconУрок химии в 8 классе
Цель урока: обобщить знания обучающихся о составе оксидов, рассмотреть их классификацию и свойства основных и кислотных оксидов

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconПолучение и свойства альдегидов
Лабораторная раб. (См лаб опыты на стр. 118). просмотрите видео по теме в приложении (сд х-10)

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconДата Группа
«Лабораторная работа Получение входных и выходных характеристик биполярного транзистора в схеме с оэ»

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconРазработка урока №4 «Соли»
Уметь определять принадлежность веществ к определённому классу (оксидов, кислот, оснований, солей)

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconАнализ посещенного урока
Наименование прорабатываемой на занятиях темы лабораторная работа «Получение характеристик биполярного транзистора в схеме с оэ»

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconДиэлектрические свойства водных растворов солей щелочных металлов,...
Работа выполнена на кафедре общей и неорганической химии химического факультета Иркутского государственного университета

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconЛабораторная работа по курсу «Теория языков программирования и методов...
Данная лабораторная работа предназначается для студентов специальности пвс изучающих «Теория языков программирования и методов трансляции»....

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconЛабораторная работа №5
Лабораторная работа №5 включает 5 заданий. Для выполнения этих заданий необходимо ознакомиться с теоретическим материалом, приведенным...

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconПовторение: природные источники углеводородов алканы: общая формула,...
Алкены: строение, номенклатура, получение и физические свойства (расчетные задачи)

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconТермодиэлектрические свойства композитных материалов на основе наночастиц...
Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах


Учебный материал


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
5-bal.ru