Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії icon

Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії




Скачати 368.29 Kb.
НазваДонецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії
Сторінка1/2
Дата10.07.2012
Розмір368.29 Kb.
ТипДокументи
  1   2
1. /ЛАБОРАТОРН.РАБОТЫ.docДонецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ


ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


ЛАБОРАТОРНі роботи

З ЗАГАЛЬНОЇ ХІМІЇ





Донецьк - 2007

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ


ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


ЛАБОРАТОРНі роботи

з загальної хімії

(методичні вказівки)


Розглянуто:

на засіданні кафедри

загальної хімії

протокол №

від 2007


Затверджено:

на засіданні

навчально-видавничої

ради ДонНТУ

протокол № від


Донецьк - 2007


УДК 54 (071)


Методичні вказівки для самостійної роботи з хімії (для студентів нехімічних спеціальностей) (Уклад.: В.В.Приседський, Н.М.Максименко, Л.І.Рубльова, С.Г.Шейко, Т.М.Волох; Під ред. В.В.Приседського. – Донецьк: ДонНТУ, 2007. - 35 с.


Включають опис проведення лабораторних робіт за темами курсу загальної хімії. Сприяють формуванню знань і практичних навичок студентів по проведенню хімічного експерименту, знайомлять з методами математичної обробки результатів дослідів, вчать використанню теоретичних знань на практиці, сприяють умінню робити висновки з результатів експерименту.



Укладачі:


Приседський В.В., професор

Максименко Н.М., доцент

Рубльова Л.І., доцент

Шейко С.Г., доцент

Волох Т.М., асистент, к.х.н.


.


Відповідальний за випуск проф., д.х.н. Приседський В.В.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

Визначення молекулярної маси газу

Необхідні прилади і реактиви: прилад для одержання вуглекислого газу (апарат Кіппа), технічні ваги, плоскодонна колба, мірний циліндр.

Послідовність виконання досліду.

1. Суху плоскодонну колбу закрийте пробкою до мітки і зважте на технохімічних вагах з точністю 0,01 г – маса колби з повітрям (m1). Результат внесіть до таблиці.

2. Зважену колбу заповніть вуглекислим газом з апарату Кіпа на протязі 4 – 5 хвилин. По закінченню зазначеного часу газовідвідну трубку повільно вийміть з колби і припиніть подачу газу. Наявність достатньої кількості газу перевірте за допомогою палаючої лучини, яку піднесіть до вихідного отвору колби. Якщо лучина гасне (колба заповнена), то пропускайте вуглекислий газ ще близько хвилини, повільно вийміть газовідвідну трубку і лише тоді припиніть подачу газу.

3. Колбу з вуглекислим газом закрийте пробкою до мітки і знову зважте – маса колби з вуглекислим газом (m2). Результат внесіть до таблиці.

4. Визначте об'єм колби: для цього заповніть колбу до мітки водою і перелийте її в мірний циліндр – об'єм колби (V).

5. За допомогою об'єднаного газового закону приведіть об'єм колби до нормальних умов – об'єм колби за н.у. (V 0).

6. Прийнявши молярну масу повітря Мпов = 29,0 г/моль, обчисліть масу повітря в об'ємі V 0 – маса повітря (m3):



7. Розрахуйте масу порожньої колби (m4 = m1m3) – маса порожньої колби (m4).

8. Розрахуйте масу вуглекислого газу (m5 = m2m4) – маса вуглекислого газу (m5).

9. Запишіть тиск і температуру, за яких проводився дослід.

10. Експериментальні і розраховані величини занесіть послідовно у таблицю:



п/п


Параметри

Умовна позначка

Числове значення

1

Температура досліду, K
T




2

Атмосферний тиск, мм.рт.ст.

P




3

Маса колби з повітрям, г

m1




4

Маса колби з вуглекислим газом, г

m2




5

Об'єм колби, мл

V




6

Об'єм колби за н.у., мл

V 0




7

Маса повітря в колбі, г

m3




8

Маса порожньої колби, г

m4




9

Маса вуглекислого газу, г

m5




10

Експериментальна відносна молекулярна маса газу, а.о.м

Мексп




11

Теоретична відносна моле-кулярна маса газу, а.о.м.

Мтеор




12

Відносна помилку визна-чення, %







11. Розрахуйте молекулярну масу вуглекислого газу трьома способами з точністю до третьої значущої цифри:

1) За молярним об'ємом. Використовуючи величини: масу газу (m5, г) та його об'єм за нормальних умов (V0, л), маємо:

Звідси знайдіть молярну масу газу М, що чисельно дорівнює відносній молекулярній масі (а.о.м.):



2) За відносною густиною. Використовуючи величини: маси однакових об'ємів вуглекислого газу (m5) та повітря (m3), обчисліть відносну густину вуглекислого газу за повітрям Dпов : Dпов = m5 m3

Молярну масу повітря прийміть рівною 29,0 г/моль. Тоді відповідно наведеного виразу знаходимо молярну масу вуглекислого газу, що чисельно дорівнює його відносній молекулярній масі: Мексп = 29Dпов (а.о.м.)

3) За рівнянням Менделєєва-Клапейрона. Використовуючи величини: маса газу (m5, г), його об'єм (V, л), температура (T, К) і тиск (Р, Па) знаходимо молярну масу газу за рівнянням:

,

де R = 8,314 Дж(мольК) - універсальна газова постійна.

(тиск в 1 мм.рт.ст. відповідає 33,3 Па)

Для кожного зі способів розрахувати відносну помилку визначення  по рівнянню:



де Мтеор – теоретична молекулярна маса вуглекислого газу, а.о.м.

Мексп – експериментально знайдена молекулярна маса, а.о.м.

В висновках вкажіть, якими методами визначали молекулярну масу газу та фактори, що впливають на помилку експерименту.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Визначення молярної маси еквівалентів металу

Необхідні прилади і реактиви: прилад для визначення молярної маси еквівалентів металу (рис.1), наважка невідомого металу, розчин сірчаної кислоти.

Послідовність виконання досліду.

1. Перевірте прилад на герметичність. Для цього щільно

закрийте пробки, після чого лійку разом з кільцем вийміть з держателя і опустіть вниз на 15-20 см. Рівень води в бюретці трохи знизиться і далі залишатиметься без змін, якщо прилад герметичний. В разі негерметичності - знайдіть причину і усуньте її.

2. Налийте в пробірку через лійку розведеної сірчаної кислоти (приблизно 1/3 обўєму) і вийміть лійку з пробірки так, щоб вона не торкнулася її стінок.

3. Змочіть водою край папірця, в який загорнена наважка, і за допомогою скляної палички закріпіть на внутрішній стінці пробірки трохи вище рівня кислоти.

4. Обережно, але щільно закрийте пробірку пробкою. Запишіть рівень води V1 у бюретці.

5. Стряхніть наважку металу в кислоту. Спостерігайте, як виділяється водень, що витискує воду з бюретки. Майте на увазі, що водень насичений водяною парою.

6. Для розрахунків необхідні значення температури і тиску газу у бюретці.

Визначення температури. Дайте пробірці охолонути до кімнатної температури. Запишіть показання термометру.


Визначення тиску. Газова суміш у бюретці знаходиться під тиском атмосфери і стовпчика води за рахунок різних рівней води у бюретці і лійці. Щоб виключити останній, установіть воду у лійці та бюретці на однаковому рівні, після чого запишіть рівень води в бюретці V2. Парціальний тиск водню в бюретці розраховується за формулою:

р2)= Р - h,

де Р – атмосферний тиск, h – тиск насиченої пари води при кімнатній температурі.

7. Визначте обўєм водню за формулою: V = (V2V1), мл.

Результати вимірювань запишіть у наступному порядку:

Маса наважки m . . . . . . . . г.

Обўєм зібраної газової суміші (водень і водяна пара) в умовах досліду V . . . . . . . . мл.

Температура досліду t . . . . . . . . . . .0С.

Атмосферний тиск (за барометром) Р . . . . . . . . . . . мм.рт.ст.

Тиск насиченої водяної пари h . . . . . . . . . . . . . . . . . . мм.рт.ст.

Обробка результатів досліду

1.Приведіть обєм виділеного водню до нормальних умов:



2. Розрахуйте експериментальну молярну масу еквівалентів металу за формулою:



3. Визначте молярну масу металу за умовою його двовалентності




Визначте назву металу і розрахуйте теоретичну молярну масу еквівалентів металу Меквтеор.

4. Розрахуйте відносну помилку в процентах за формулою:



У висновках вкажіть, яким методом визначалась молярна маса еквівалентів металу; який закон лежить в основі цього методу; фактори, що впливають на помилку методу.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Визначення теплоти хімічної реакції

Необхідні прилади і реактиви: лабораторна калориметрична установка (рис.2), мірний циліндр на 100 мл, лупа, наважки солей CuSO4·5H2O (5,0 г), CuSO4 (3,2 г), KNO3 (5,0 г), 0,5М розчин HCl, 2М розчин NaOH, дистильована вода.




1 – зовнішній стакан; 2- внутрішній стакан; 3 – теплоізолююча підставка; 4 – кришка; 5- термометр; 6 – лійка; 7- вертикальна мішалка; 8- тримач для термометра.

Лабораторна установка (рис.2) є спрощеним калориметром, що складається з двох стаканів: зовнішнього 1, місткістю 350 - 500 мл і внутрішнього 2, власно калориметра, місткістю 100 - 200 мл. Внутрішній стакан 2 знаходиться на підставці 3 із органічного скла, пінопласту або пробки і закривається кришкою 4 з трьома отворами: для термометра 5 з поділом до десятих часток градусу, лійки 6 з широким тубусом і вертикальної мішалки 7. Термометр закріплюється спеціальним тримачем 8.

Послідовність виконання роботи

При адіабатичному проведенні теплота процесу витрачається на нагрівання її продуктів. Відповідно до так званого термодинамічного правила знаків, теплота вважається додатною, якщо підводиться до системи (ендотермічна реакція), і відємною, якщо вона відводиться (екзотермічна реакція). Це дозволяє експериментально визначити її для ізобарних процесів за формулами:

QP = H = -nCPt або QP = -Pt, (1)

де H – зміна ентальпії процесу,

CP - молярна теплоємність, Дж/(моль·К),

n - кількість молів речовини,

m - маса розчину, г,

сP - питома теплоємність розчину, Дж/(г·К).

t = t2 - t1 - зміна температури в ході хімічної реакції.

Дослід 1. Визначення теплоти розчинення

калій нітрату у воді.

Під теплотою розчинення тут розуміємо зміну ентальпії при розчиненні 1моль речовини в даній кількості розчинника.

При розчиненні солі у воді відбуваються два основних процеси: перший - ендотермічний, пов'язаний зі зруйнуванням кристалічної гратки, другий - екзотермічний, обумовлений взаємодією частинок речовини, що розчиняється, з молекулами розчинника і утворенням гідратованих іонів. В залежності від того, який з цих двох процесів переважає, тепловий ефект розчинення може бути додатною чи від'ємною величиною.

У внутрішній стакан 2 калориметра (рис.2) за допомогою мірного циліндру налийте 100 мл дистильованої води, температура якої повинна бути близька до кімнатної. Зберіть установку як показано на рисунку. Термометр перед дослідом опускайте в калориметр останнім і закріпляйте тримачем 8, після досліду - виймайте з приладу в першу чергу. Перемішуйте рідину вручну, рівномірно піднімаючи та опускаючи мішалку 7. Водночас впродовж декількох хвилин за допомогою лупи виміряйте температуру води. Показання термометра фіксуйте через кожну хвилину до сотих часток градусу, які відміряються на око. Якщо на протязі 5 хвилин температурні зміни досить рівномірні (вони складають так званий початковий період досліду), то у визначений момент відліку часу швидко висипте через лійку 6 в стакан 2 наважку нітрату калію (5,00 г). Розмішування не припиняйте для прискорення процесу розчинення солі. З моменту висипання солі починається головний період досліду. За рахунок розчинення відбувається різка зміна температури, тому виміри проводьте до десятих часток градусу через кожні 15-20 секунд. Пропускання відліку не допускається. Після закінчення розчинення солі температурний хід знову стає рівномірним, що є початком заключного періоду. У цьому останньому періоді впродовж 5 хвилин температурний відлік проводьте кожну хвилину, як і на початковому етапі.

Результати експерименту виразіть в графічному вигляді на міліметровому папері. На осі абсцис нанесіть час в хвилинах (1 см відповідає 1 хвилині), на осі ординат - показання температури за термометром.

На рис.3 наводиться приклад такої залежності для ендотермічного розчинення солі.

Лінія 1-2 графіка відображає температурний хід на початковому періоді досліду, 2-3 - в головному періоді і 3-4 - в заключному. Наявність температурних змін на початковому




і заключному етапах свідчить про теплообмін калориметра з навколишнім середовищем, тобто про деяке відхилення від адіабатичних умов. При розрахунках таке відхилення враховують наступним способом. Пряма 1-2 екстраполюється праворуч (2-2' ), а пряма 3-4 - ліворуч (3-3' ). Інтервал часу від 2 (2) до 3 (3) ділиться навпіл (, і через середину головного періоду від точки  проводиться перпендикуляр до осі абсцис до перетину його з екстрапольованими лініями 2-2' та 3-3'. Величина відрізка [2'-3'] відповідає зміні температури калориметра ∆t з поправкою на теплообмін.

Теплота процесу витрачається по рівнянню (1) на нагрівання розчинника і солі. Розрахуйте ентальпію розчинення KNO3 у воді відносно 1 моль солі (кДж/моль):

H = - (m1сP1+ m2сP2)· t · М/1000m2, (2)

де m1 = 100 г - маса розчинника;

m2 - маса солі, г; 1000 – ділимо для перерахунку Дж в кДж;

сP1 = 4,18 Дж/(г·К) – питома теплоємність розчинника (води);

сP2 = 0,953 Дж/(г·К) – питома теплоємність нітрату калію;

t = t2-t1 - інтервал зміни температури, визначений графічно;

М - молярна маса солі, г/моль.

Процес розчинення нітрату калію є ендо- чи екзотермічним? Поясніть висновок з точки зору двох основних конкуруючих теплових процесів, що супроводжують розчинення солі. Порівняйте одержаний результат з теоретичним значенням стандартної ентальпії розчинення KNO3 (H0298 = +35,4 кДж/моль). Визначте похибку досліду у відсотках .

Дослід 2. Визначення ентальпії гідратації солі.

Визначення ентальпії розчинення безводної і гідратованої солі дає можливість розрахувати за законом Гесса тепловий ефект гідратації солі - зміну ентальпії при утворенні 1 моль твердого кристалогідрату з 1 моль безводної речовини і відповідної кількості води.

Послідовність дій.

1. Визначення ентальпії розчинення мідного купоросу CuSO4·5H2O у воді.

До стакану 2 лабораторного пристрою (рис.2) налийте 100 мл дистильованої води. Уважно слідкуйте за температурою рідини, дотримуючись інструкцій до попереднього досліду. При досягненні рівномірного температурного ходу швидко висипте через лійку 6 наважку CuSO4·5H2O (5,0 г). Перемішування не припиняйте. Одночасно проводьте вимірювання температури кожні 15-20 секунд до десятих часток градусу. По закінченні процесу розчинення (головний період) переконайтесь, що температурні зміни знову стали незначними (заключний період). Проведіть графічне визначення зміни температури калориметра з поправкою на теплообмін як в досліді 1 (рис.3).

Ентальпію розчинення кристалогідрату у воді HI визначте за рівнянням (2). До якого типу процесів з термохімічної точки зору належить розчинення мідного купоросу у воді? Запишіть термохімічне рівняння з вказанням теплового ефекту та ентальпії, користуючись нижченаведеним молекулярним рівнянням процесу:

CuSO4·5H2O + (x-5)H2O  CuSO4 (розчин),

де x – загальне число моль води, що звязані з гідратами у розчині.

2. Визначення ентальпії розчинення безводного купрум сульфату CuSO4 у воді.

Безводний купрум сульфат є речовиною білого кольору. При розчиненні у воді він надає розчину блакитного забарвлення внаслідок утворення на першому етапі кристалогідрату CuSO4·5H2O.

В умовах попередніх дослідів до 100 мл дистильованої води в стакан 2 (рис.2) додайте наважку CuSO4 (3,2 г). Уважно слідкуйте за температурним ходом. Пропускання вимірянь неприпустимі. Визначте t за графіком (рис. 3).

Ентальпію розчинення безводного сульфату міді у воді HII обчисліть по рівнянню (2), враховуючи що для сульфату міді сP2= 0,618 Дж/(г·К). По молекулярному рівнянню:

CuSO4 + xH2O  CuSO4 (розчин)

запишіть термохімічне з використанням теплового ефекту та ентальпії. Поглинається чи виділяється в цьому процесі теплота?

3. Визначення ентальпії гідратації купрум сульфату.

Розчинення безводного купрум сульфату можна представити у вигляді або двох послідовно протікаючих процесів:

- гідратації безводної солі

CuSO4(т) + 5H2O(р) CuSO4·5H2O(т) ; HIII

- розчинення кристалогідрату у воді

CuSO4·5H2O(т) + (x-5)H2O(р)  CuSO4 (розчин) ; HI

або у вигляді одного сумарного процесу - розчинення безводної солі

CuSO4(т) + xH2O(р)  CuSO4(розчин); HII

Тоді, згідно закону Гесса і його наслідків, ентальпія гідратації купрум сульфату дорівнює HIII + HI = HII. Звідки:

HIII = HII - HI (3)

Зробіть необхідні розрахунки за формулою (3), використовуючи експериментально одержані значення H0I та H0II. Процес гідратації CuSO4 є ендо- чи екзотермічним? Порівняйте результат з теоретичним значенням стандартної ентальпії гідратації купрум сульфату (H0298 = -77,7 кДж/моль). Визначте похибку досліду у відсотках.

Дослід 3. Визначення ентальпії реакції нейтралізації.


Згідно теорії електролітичної дисоціації, реакції між розведеними розчинами сильної кислоти і сильної основи зводяться до одного і того ж іонно-молекулярного процесу - утворення молекул води із гідроген-іонів Н+ і гідроксид-іонів ОН- : Н+ + ОН- = Н2О.

Експериментально це підтверджується однаковим тепловим ефектом таких реакцій, який буде визначено у цьому досліді.

Дослідження проводиться в калориметричній установці, що описана вище (рис.2). До стакану 2 налийте за допомогою циліндру 80 мл 0,5М розчину хлоридної (соляної) кислоти, температура якої близька до кімнатної. Дослід проводьте аналогічно розчиненню солей у воді.

Після закінчення початкового періоду через лійку 6 додайте до розчину кислоти 20 мл 2М розчину гідроксиду натрію. Рідину в калориметрі безперервно перемішуйте. Через вказані проміжки часу фіксуйте значення температури. Візьміть до уваги, що завершення реакції доводиться встановленням рівномірного температурного ходу на заключному етапі.

Використовуючи рівняння (1), розрахуйте ентальпію реакції нейтралізації відносно 1 моля будь-якої із вихідних речовин і виразіть в кДж/моль згідно (4)




(4)

де сP = 4,18 Дж/(г·К) - теплоємність розчину,

V - об'єм розчину HCl або NaOH, л,

СМ -молярна концентрація розчину HCl або NaOH, моль/л,

m - маса розчину, г,

t - зміна температури з поправкою на теплообмін за графіком (рис. 3).

Маса розчину обчислюється через об'єми (мл) розчинів реагентів та їх густину (г/мл) відповідно молярній концентрації (таблиця ):

m = VHCl rHCl + VNaOH rNaOH


Таблиця

Густина розчинів (г/см3) соляної кислоти та гідроксиду натрію за температурою 20оС в залежності від молярної концентрації їх розчинів


CM, моль/л

HCl

CM, моль/л

NaOH

0,2751

1,0032

1,883

1,0758

0,5529

1,0082

2,174

1,0869

0,8338

1,0132

2,470

1,0979

1,117

1,0181

2,773

1,1089


Запишіть термохімічне рівняння реакції нейтралізації з використанням теплового ефекту та ентальпії. Порівняйте результат з теоретичним значенням ентальпії процесу (H0298 = -55,8 кДж/моль). Розрахуйте похибку досліду у відсотках.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Комплексні сполуки

Необхідні прилади і реактиви: штатив з пробірками, розчини CuSO4, NH4OH, Hg(NO3)2, KI, BaCl2, NH4Fe(SO4)2, K3[Fe(CN)6], KCNS.

Послідовність виконання роботи

Дослід 1. Утворення комплексних сполук

Підберіть реактиви, необхідні для утворення катіонного [Cu(NH3)4]SO4 і аніонного K2[HgI4] комплексів. Отримайте ці солі, відмітьте колір осадів на першій стадії і колір розчинів на другій стадії. Напишіть рівняння реакцій в іонному та молекулярному вигляді. Зробіть висновок про умови перебігу даних реакцій.

Дослід 2. Реакції за участю комплексних сполук

Розчин якої солі потрібно додати до розчину солі [Cu(NH3)4]SO4, щоб отримати осад BaSO4? Проведіть цей дослід. Напишіть рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді.

Дослід 3. Відмінність подвійних солей від комплексних

Реактивом на іон Fe3+ є роданід-іон CNS-. При взаємодії цих іонів утворюється сполука Fe(CNS)3 яскраво червоного кольору

Fe3+ + 3CNS-  Fe(CNS)3

У дві пробірки, в одній з яких є розчин солі NH4Fe(SO4)2, а в іншій - розчин солі K3[Fe(CN)6], долийте 1-2 краплі розчину KCNS. В якій пробірці зявилося забарвлення? Чому? Напишіть рівняння реакції дисоціації кожної солі. Яка з них є подвійною сіллю? Вкажіть, чим подвійні солі відрізняються від комплексних.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Швидкість і рівновага хімічних реакцій

Необхідні прилади і реактиви: штатив з пробірками, бюретки з лійками, розчини Na2S2O3, H2SO4, дистильована вода, секундомір.

Послідовність виконання роботи

Дослід 1. Залежність швидкості реакції від концентрацій реагуючих речовин

Експериментально ви будете вивчати залежність від концентрації Na2S2O3 швидкості реакції між натрій тіосульфатом і сульфатною (сірчаною) кислотою у розчинах:

Na2S2O3 + H2SO4  Na2SO4 + H2SO3 + S

Реакція супроводжується утворенням білого осаду дрібнодисперсної сірки.

Необхідно провести не менше трьох дослідів при постійній температурі, в яких концентрацію натрій тіосульфату змінюють, розбавляючи вихідний розчин цієї речовини водою, а концентрацію сірчаної кислоти залишають постійною.

Осад дрібнодисперсної сірки стає помітним для ока спостерігача після накопичення за якийсь час  певної її концентрації с. Хоча ця концентрація невідома, вона постійна від досліду до досліду, якщо спостерігач фіксує час від початку реакції (зливання розчинів) до моменту, коли він помічає однаковий ступінь "помутніння" розчину. Тому середня початкова швидкість реакції обернено пропорційна цьому часу : v = с/ = const/, де const при розрахунках зручно прийняти рівною 100.

Досліди проводяться так. Шість пробірок заповнюють розчинами вихідних речовин. Три з них – розчинами Na2S2O3 (у першу і другу пробірки додайте воду так, щоб загальний обєм розчинів становив 7,5 мл), і три – розчином сірчаної кислоти однієї і тієї ж концентрації. Необхідні обєми розчинів указані в табл.1.

Таблиця 1



Обєм розчинів речовин, мл

"с"

lg"c"

,с

v=100/

lgv

1 пробірка

2 пробірка

Na2S2O3

Н2О

H2SO4

1

2,5

5

2,5

2,5













2

5

2,5

2,5

5













3

7,5

-

2,5

7,5















З таблиці видно, що в кожному досліді береться постійний обєм другого вихідного розчину – сірчаної кислоти. Оскільки сумарний обєм реакційної суміші у всіх дослідах однаковий (10 мл), то при розрахунках замість концентрації с можна брати пропорційну їй величину – обєм розчину Na2S2O3.

Візьміть пробірки з розчинами Na2S2O3 і H2SO4, які ви приготували для першого досліду. Швидко вилийте розчин кислоти в пробірку з розчином тіосульфату натрію, обережно збовтайте отриманий при зливанні розчин для більш повного перемішування і зразу ж почніть відрахування часу за секундоміром. Визначте і запишіть в таблицю час до появи осаду () в секундах. Зробіть ще два аналогічних досліди.

Обробка результатів досліду

Розрахуйте і внесіть в таблицю величини v та lgv. За результатами досліду ви повинні встановити характер залежності швидкості реакції від концентрації тіосульфату натрію і визначити порядок реакції за натрій тіосульфатом.

а) Встановлення характеру залежності швидкості реакції від концентрації натрій тіосульфату.

Побудуйте графік залежності швидкості реакції v від концентрації Na2S2O3, відклавши значення швидкості реакції на осі ординат, а значення концентрацій Na2S2O3 на осі абсцис. Зробіть висновок про характер залежності швидкості цієї реакції від концентрації Na2S2O3. Що вам відомо про інші види подібної залежності?

б) Визначення порядку реакції за тіосульфатом натрію.

Кінетичне рівняння реакції можна записати у вигляді:

v = kcа(Na2S2O3)сb(H2SO4),

де а і b – порядки реакції за Na2S2O3 і H2SO4. Оскільки концентрація сірчаної кислоти береться однаковою у серії дослідів, то це рівняння можна переписати у наступному виді:

v = kca(Na2S2O3), де k = k cb(H2SO4).

З метою зображення залежності між v і с(Na2S2O3) у вигляді лінійної функції, використовують метод лінеаризації. Лінеаризація досягається логарифмуванням рівняння:

lgv = lgk + a lg c(Na2S2O3).

Ця залежність у координатах lgv – lgc(Na2S2O3) зображається прямою лінією з тангенсом кута нахилу прямої чисельно рівним порядку реакції a за речовиною Na2S2O3.

Побудуйте графік залежності логарифму швидкості реакції lgv (відклавши його по осі ординат) від логарифму концентрації натрій тіосульфату (відклавши його по осі абсцис). З нахилу графіка розрахуйте порядок реакції за тіосульфатом натрію.

Дослід 2. Залежність швидкості реакції від температури. Експериментальне визначення енергії активації

Налийте у три пробірки по 5 мл розчину натрій тіосульфату, в інші три – по 5 мл розчину сірчаної кислоти і розділить їх на три пари (по одній пробірці з Na2S2O3 і H2SO4 в кожній парі). Відмітьте температуру повітря в лабораторії. Злийте разом розчини першої пари пробірок (кислоту виливайте в тіосульфат), збовтайте отриманий при зливанні розчин для більш повного перемішування і визначте час реакції у секундах.

Другу пару пробірок помістіть у баню з гарячою водою і нагрійте їх до температури приблизно на 100 вище кімнатної. Температуру вимірюйте термометром, зануреним у пробірку з кислотою. Потім злийте розчини і визначте час реакції.

Повторіть дослід з третьою парою пробірок, нагрівши їх до температури приблизно на 200 вище кімнатної. Результати дослідів запишіть в табл. 2.

Таблиця 2



t, 0C

T, K

103/T, K

, c

v = 100/, c-1

lg v

1



















2



















3



















Обробка результатів досліду

1. Розрахуйте і занесіть в таблицю значення Т, 103/Т, v і lgv.

2. Побудуйте графік залежності швидкості реакції (відклавши її на осі ординат) від температури (відклавши її на осі абсцис). Зробіть висновок про вплив температури на швидкість реакції.

3. Побудуйте графік температурної залежності швидкості реакції в арреніусових координатах, відклавши на осі абсцис 103/Т, а по осі ординат lgv. Розрахуйте тангенс кута  нахилу прямолінійного графіку.

4. Лінеаризована форма рівняння Арреніуса має вигляд:

звідки:

Розрахуйте енергію активації, використовуючи останнє рівняння і експериментально визначений tg.

Дослід 3. Зміщення хімічної рівноваги

У цьому досліді ви будете вивчати зворотну реакцію між розчинами ферум хлориду (III) і калій роданіду KCNS. Ферум роданід (III) Fe(CNS)3 забарвлює розчин в червоний колір. По зміні інтенсивності забарвлення розчину можна робити висновок про зміну концентрації Fe(CNS)3, а значить, і про зміщення рівноваги в той чи інший бік.

В пробірку внесіть по чотири-п’ять крапель розчинів FeCI3 і KCNS. При змішуванні розчинів спостерігається червоне забарвлення. До отриманої суміші додайте таку кількість дистильованої води, щоб розчину стало приблизно половина пробірки. Легким збовтуванням перемішайте розчин і розділіть його на чотири пробірки. До однієї з них додайте чотири краплі розчину FeCI3, до другої – чотири краплі розчину KCNS, до третьої – декілька мікрошпателів кристалічного KCI. При цьому у всіх випадках відбувається зміна інтенсивності забарвлення розчинів, що легко помітити, порівнюючи з забарвленням розчину у четвертій пробірці.

Відмітьте напрям (збільшення чи зменшення) зміни забарвлення у кожному випадку, запишіть рівняння реакції між FeCI3 і KCNS і вираз константи рівноваги цієї реакції.

У якому напрямку зміщується рівновага і як змінюється концентрація кожного компонента у випадку додавання кожної із речовин: а) FeCI3; б) KCNS; в) KCI? Дайте пояснення цьому явищу з точки зору принципу Ле Шательє.

Чи впливає зміна тиску на зміщення рівноваги в досліджуваній системі?


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6
  1   2

Схожі:

Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни державний вищий навчальний заклад «донецький національний технічний університет»
Роботу виконано на кафедрі загальної хімії Донецького національного технічного університету
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії icon«донецький національний технічний університет» 83000, м. Донецьк, вул. Артема, 58 телефон (062) 301 03 64
Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України №1324 від 18. 11. 11 р. Донецький національний технічний університет призначений...
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconДоговір про підготовку фахівців № 20 р. Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет»
Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», в особі ректора Мінаєва О. А., який діє на підставі...
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconМІнІстерство освіти І науки украЇни запорізький національний технічний університет державний вищий навчальний заклад «ДонецЬкий національний технІчний унІверситет»
move to 0-22565859
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconМіністерство освіти І науки україни державний вищий навчальний заклад донецький національний технічний університет
Донецький національний технічний університет, кафедра вищої математики ім. В. В. Пака запрошує вас взяти участь у роботі четвертої...
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconУгода про підготовку аспіранта (докторанта) за рахунок державного замовлення № 20 р. Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет»
Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет» Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України...
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconДодаток 5 до правил прийому в Доннту порядок подання та розгляду заяв в електронній формі на участь у конкурсному відборі до Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет" I
Державного вищого навчального закладу “Донецький національний технічний університет”
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconДодаток 6 до правил прийому в Доннту порядок подання та розгляду заяв в електронній формі на участь у конкурсному відборі до Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет" I
Державного вищого навчального закладу “Донецький національний технічний університет”
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconДодаток 5 до правил прийому в Доннту порядок подання та розгляду заяв в електронній формі на участь у конкурсному відборі до Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет" I
Державного вищого навчального закладу “Донецький національний технічний університет”
Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconИ запорізький національний технічний університет державний вищий навчальний заклад «ДонецЬкий національний технІчний унІверситет»

Донецький національний технічний університет лабораторні роботи з загальної хімії iconИ запорізький національний технічний університет державний вищий навчальний заклад «ДонецЬкий національний технІчний унІверситет»

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи