ОПЫТ 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции

Как влияет концентрация реагирующих веществ на СХР? Сформулируйте закон действия масс.

Что такое константа скорости? Зависит ли она от природы реагентов, их концентраций, давления в системе, её температуры?

Воздействие концентрации на СХР изучим на примере реакции тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ с серной кислотой:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SO₃ + S.

Запишите также полное и сокращённое ионное уравнения. На основе сокращённого уравнения опишите возможную зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Реакция идёт во много стадий. Самой медленной (лимитирующей), скорее всего, является образование зародышей кристаллической серы.

Для опытoв 1 и 2 понадобятся: 1 н. (однонормальные, т.е. концентрации 1 экв/л) растворы серной кислоты (в этом случае 1 экв/л = 0,5 моль/л) и тиосульфата натрия (тоже 1 экв/л = 0,5 моль/л), 6 больших пробирок (на 25 мл каждая), большой стакан из стекла или устойчивого к горячей воде пластика, секундомер.

Вначале проделайте опыт качественно: слейте в пробирке по 2 мл растворов серной кислоты и тиосульфата натрия. Наблюдайте, как быстро и в каком виде появляется сера. Сразу после опыта следует мыть пробирки – потом серу отмыть намного труднее.

Заготовьте растворы в нескольких парах пробирок, как указано в таблице. Растворы подобраны так, чтобы при сливании общий объём составлял 20 мл.

Рассчитайте для каждой пары концентрацию ионов водорода и тиосульфата сразу после сливания растворов. Новая концентрация C получается из исходной C₀ по формуле: С=С₀· V₀ / V_S .Тут в знаменателе – общий объём после сливания. Внесите эти данные в таблицу.

Приготовьте секундомер и приступайте к измерениям. Секундомер запускайте в момент сливания растворов (сразу перемешайте!) и останавливайте при появлении легкой мути (опалесценции). Её рекомендуется наблюдать на тёмном фоне.

Результаты измерений и расчётов заносите в таблицу.

По времени начала опалесценции ( _o) оценивают общую скорость реакции v=1/ _o. В данном случае v измеряют в обратных секундах (с^–1).

N	Пробирка 1	Пробирка 2	Концентрации после сливания	Время помутнения	Скорость реакции
Пары	1 н. H2SO4	1 н. Na2S2O3	H2O	S2O32–, моль/л	H+, моль/л	o, c	v=1/ o, c–1
	5 мл	5 мл	10 мл
	5 мл	10 мл	5 мл
	5 мл	15 мл	–
	10 мл	5 мл	5 мл
	15 мл	5 мл	–

По данным для пар 1, 2 и 3 постройте график зависимости v от исходной концентрации S₂O₃^2– (концентрация H⁺ при этом постоянна). Четвёртая точка – начало координат (при нулевой концентрации, естественно, и v =0).

Сравните, во сколько раз выросли концентрация S₂O₃^2– и скорость реакции.

Аналогично, по нулевой точке и данным для пар 1, 4 и 5 постройте график зависимости v от исходной концентрации H⁺ (при постоянном содержании S₂O₃^2–).

Сравните, во сколько раз выросли концентрация H ⁺ и скорость реакции.

Выполняется ли закон действия масс? Чем отличаются порядок и молекулярность реакции? Что можно сказать о порядке изученной реакции?