Опыты по химии. Кинетика химических реакций

11 Янв

Влияние ингибиторов на скорость химических реакций

Ингибиторы – это вещества, которые замедляют химические реакции. Формалин ‑ ингибитор реакций кислот с металлами; в присутствии формалина взаимодействие цинка с серной кислотой идет медленнее. (Формалин ‑ раствор формальдегида в воде). В одинаковых условиях проведем две совершенно одинаковые реакции цинка с серной кислотой. В один из сосудов добавим формалин. После начала реакции по объему выделяющегося водорода становится заметно, что формалин замедляет реакцию цинка и кислоты. В сосуде с ингибитором водорода гораздо меньше. Мы наблюдали влияние ингибитора на скорость реакции цинка си кислоты. Ингибиторы эффективны при борьбе с коррозией. Ингибиторами коррозии железа служат растворимые в воде фосфаты и растворы щелочей. В этих растворах железо разрушается очень медленно.

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с раствором серной кислоты. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени. Формальдегид – яд и канцероген, требует особо осторожного обращения: недопустимо попадание на кожу и в дыхательные пути.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Влияние катализаторов на скорость химических реакций

Существенно ускорять химические реакции могут некоторые вещества ‑ катализаторы. Катализаторы остаются неизменными после окончания реакции. Пероксид водорода медленно разлагается на кислород и воду. По объему выделившегося кислорода можно судить о скорости процесса. Диоксида марганца значительно ускоряет реакцию, кислорода выделяется значительно больше. Значит диоксид марганца – катализатор реакции разложения пероксида водорода.

2H2O2 = 2H2O + O 2

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требует осторожного обращения с диоксидом марганца.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химических реакций

Скорость химической реакции зависит от многих факторов, в том числе и от концентрации реагирующих веществ.

Проведем в одинаковых условиях реакции цинка с растворами серной кислоты различной концентрации. Скорость реакции определим по скорости выделения водорода. В сосуде, где концентрация кислоты более высокая, скорость выделения водорода выше. Мы увидели, что концентрация реагирующих веществ влияет на скорость химической реакции.

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с раствором серной кислоты. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Влияние природы реагирующих веществ на скорость химических реакций

Скорость химической реакции зависит от многих факторов. Один из них – природа реагирующих веществ. Проведем в одинаковых условиях реакции с цинком двух разных кислот. В сосуды Ландольта наливаем растворы уксусной и серной кислот одинаковой концентрации. Во второе колено обоих сосудов помещаем по две одинаковые гранулы цинка. Приливаем кислоты к цинку. Объем выделяющегося газа определяем по уровню жидкости в приборе. Газ интенсивнее выделяется в сосуде с серной кислотой, здесь реакция идет значительно быстрее. Серная кислота – более сильная кислота по сравнению с уксусной. Мы убедились в том, что природа вещества влияет на скорость химической реакции.

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

2CH3COOH + Zn = (CH3COO)2 + H2

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с растворами серной и уксусной кислот. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов .

Влияние размеров поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость химических реакций

Если в реакции кроме жидкости (или газа) участвуют твердые вещества, площадь их поверхности влияет на скорость реакции. Чем больше поверхность твердых тел, тем больше и поверхность соприкосновения реагирующих веществ, и выше скорость реакции. Расплющим гранулы цинка – площадь их поверхности увеличится. Проведем в одинаковых условиях две одинаковые реакции цинка с раствором серной кислоты. Отличаться реакции будут только величиной поверхности гранул цинка: в одной из пробирок ‑ плоские гранулы цинка с большой поверхностью, в другой – обычные. После начала реакции становится заметно, что в сосуде с плоскими гранулами водорода выделяется больше, то есть реакция идет быстрее. Мы увидели, что с увеличением поверхности соприкосновения реагирующих веществ скорость реакции возрастает. Вещество, превращенное в пыль, имеет очень большую. Поэтому сахарная пудра, попавшая в воздух, (пыль сахарной пудры) взрывоопасна. При поджигании такой смеси происходит взрыв, так как реакция протекает мгновенно. Поэтому на мукомольных, каменноугольных и других предприятиях, где образуется пыль твердых горючих веществ, категорически запрещено пользоваться открытым огнем.

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с раствором серной кислоты. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Влияние температуры на скорость химических реакций

Как влияет температура на скорость химической реакции? Проведем две одинаковые реакции цинка с серной кислотой. Единственное отличие – в одном из сосудов раствор серной кислоты комнатной температуры, а в другом – подогретый раствор кислоты.

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

После начала реакций видно, что более интенсивное выделение водорода происходит в приборе с подогретой серной кислотой. Мы убедились в том, что температура влияет на скорость химической реакции.

Оборудование: сосуды Ландольта, мензурки, воронки, термометр, пинцет, прибор для определения скорости химических реакций.

Техника безопасности. Требуется осторожное обращение с раствором серной кислоты. В результате реакции образуется горючий газ водород: рядом не должно быть открытого пламени.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Химическое равновесие в растворах

Изучим химическое равновесие в растворах на примере обратимой реакции хлорида железа (III) с роданидом калия. Продукт реакции ‑ кроваво-красный роданид трехвалентного железа Fe(CNS)3.

FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl

Для наглядности опыта разбавим раствор, пусть окраска будет менее интенсивной. Важно, что исходные вещества не полностью превратились в роданид, в колбах есть «запас» исходных веществ. На равновесие обратимой реакции можно влиять, добавляя исходные вещества или продукты реакции. В первую колбу добавляем одно из исходных веществ — хлорид железа FeCl3. Окраска раствора становится более интенсивной, это значит, что роданида железа стало больше.

FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl

Увеличение концентрации исходных веществ способствует смещению равновесия в сторону образования продуктов реакции. Во вторую колбу добавим раствор другого исходного вещества ‑ роданида калия KCNS. Происходит то же, что и в первой колбе. Увеличивается количество продукта реакции – роданида железа.

FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl

А в третью колбу добавим не исходное вещество, а хлорид калия KCl. Это один из продуктов реакции. Раствор светлеет, значит роданида железа становится меньше, а исходных веществ ‑ больше.

FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl

Добавление продуктов реакции смещает химическое равновесие в сторону образования исходных веществ.

Оборудование: колбы, воронка, химичекий стакан, пипетка, шпатель.

Техника безопасности. Роданид калия требует осторожного обращения; не допускать контакта роданида с концентрированными кислотами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Одноклассники

Комментарии: