SPRAWOZDANIE
ĆW. NR 5
TEMAT: Szybkość reakcji chemicznych i równowaga chemiczna.
Celem zajęć laboratoryjnych było zapoznanie się z czynnikami mającymi wpływ na
szybkość reakcji i na równowagę chemiczną.
Przebieg zajęć:
Zad. 1.
Zależność szybkości reakcji od stężenia substancji reagujących (badanie kinetyki reakcji
Landolta).
W zlewkach o pojemności 50 cm
3
przygotowano roztwór zawierający jodan(V) potasu ,
kwas siarkowy(VI) i skrobię w ilościach podanych w poniższej tabeli. Cylindrem miarowym
odmierzono 5 cm
3
siarczanu (VI) sodu, wlano do mieszaniny w zlewce, szybko wymieszano i
odmierzano czas aż do momentu pojawienia się granatowego zabarwienia. (Wyniki zanotowano w
tabeli). Czynności wykonano dla wszystkich podanych roztworów zawierających różne stężenia
jodanu(V) potasu.
Lp.
Zawartość zlewki
0,01 M
Na
2
SO
3
C
KIO
3
[mol/dm
3
]
Czas
[s]
0,02 M KIO
3
woda
0,5 M
H
2
SO
4
skrobia
1
5 ml
30 ml
1 ml
0,5 ml
5 ml
2,4*10
-3
19,09
2
10 ml
25 ml
1 ml
0,5 ml
5 ml
4,82*10
-3
9,94
3
15 ml
20 ml
1 ml
0,5 ml
5 ml
7,2*10
-3
5,88
Obliczenia:
1) V
1
= 5 ml = 0,005 dm
3
C
KIO3
= 0,02 M
C= n/V → n= C*V
n= 0,005*0,02= 1*10
-4
mola KIO
3
V
c
= V
KIO3
+ V
H2O
+ V
H2SO4
+ V
SKROBIA
+ V
na2SO3
= 5+30+1+0,5+5=41,5 ml= 0,0415 dm
3
C=n/V
C
= (1*10
-4
)/0,0415= 2,4*10
-3
M
2) V
2
= 10 ml= 0,01 dm
3
C
KIO3
= 0,02 M
n=C*V= 0,01*0,02= 2*10
-4
V
c
= 0,0415 dm
3
C= ( 2*10
-4
)/ 0,0415= 4,82*10
-3
M
3) V
3
= 15 ml= 0,015 dm
3
C
KIO3
= 0,02 M
n=C*V= 0,015* 0,02=3*10
-4
mola KIO
3
V
c
= 0,0415 dm
3
C=n/V= (3*10
-4
)/ 0,0415= 7,2*10
-3
M
Zaobserwowano: Po połączeniu jodu ze skrobią otrzymujemy granatowe zabarwienie. Ze wzrostem
stężenia jodu szybkość reakcji wzrasta. Im większe stężenie jodu tym szybciej otrzymujemy
granatowe zabarwienie roztworu.
2JO
3
-
+ 5SO
3
2-
+ 2H
+
= J
2
+ 5SO
4
2-
+ H
2
O
Zad.2. Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych.
a) 3 g NH
4
Cl rozpuszczono w ciepłej wodzie, w małej zlewce, używając do tego celu 10 cm
3
wody. Analogicznie przygotowano roztwór zawierający 4 g NaNO
2
, rozpuszczając go w 10 cm
3
wody. Następnie odmierzono po 3 cm
3
każdego z roztworów i wlano je do probówki z korkiem,
lekko wstrząsano jego zawartość i pozostawiono otwierając korek.
Zaobserwowano: Oba roztwory były klarowne. Po zmieszaniu wydzieliły się pęcherzyki gazu.
b) Powtórzono doświadczenie zlewając takie same objętości substratów, które zostały
uprzednio ogrzane do temperatury 70ºC. Obserwowano zmiany w intensywności wydzielania
gazowego produktu reakcji, wywołaną podwyższeniem temperatury reakcji.
Zaobserwowano:
NH
4
Cl + NaNO
2
→ NaCl + N
2
↑ + 2H
2
O
t1=32ºC (Nieznaczne wydzielanie się pęcherzyków gazu.)
t
2
=51ºC (Wyraźne wydzielanie się pęcherzyków gazu.)
t3=81ºC (Burzliwe wydzielanie się pęcherzyków gazu.)
Szybkość reakcji chemicznej wraz z temperaturą wzrasta.
Zad.3. Wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznych.
a) kataliza heterogeniczna
Do trzech probówek ostrożnie nalano perhydol (30% H
2
O
2
) do 1/3 objętości. Do pierwszej z
probówek wrzucono grudkę braunsztynu, do drugiej nieco węgla aktywnego. Trzecią pozostawiono
do porównania z samym perhydrolem. Żarzącym się łuczywkiem sprawdzono intensywność
wydzielania się gazu.
Zaobserwowano:
Rozkład nadtlenku wodoru w obecności braunsztynu zachodzi bardzo gwałtownie. Łuczywko
zbliżone do wylotu probówki bardzo intensywnie się żarzy – świadczy to dużej ilości tworzącego
się tlenu. Braunsztyn (ditlenek manganu) jest tu katalizatorem i powoduje następujący rozkład:
2H
2
O
2
→2H
2
O + O
2
Łuczywko zbliżone do wylotu probówki bez katalizatora (porównawczej) nie żarzy się.
Woda utleniona jest związkiem nietrwałym, ulega samorzutnemu rozkładowi. Katalizatory
przyspieszają jej rozkład – zachodzi intensywniejsze wydzielanie się tlenu.
Zad.4. Wpływ temperatury na równowagę chemiczną reakcji.
Do dwóch probówek wlano po 1 cm
3
1 M roztworu CoCl
2
w 3 M roztworze NaCl. Jedną
probówkę pozostawiono jako porównawczą, drugą ogrzewano w płomieniu palnika – aż do zmiany
barwy z różowej na niebieską. Następnie probówkę ochłodzono i porównano zabarwienie
ochłodzonego roztworu z barwą roztworu nieogrzanego.
Zaobserwowano: Podczas podgrzewania probówki roztwór zmienił barwę z różowej na niebieską.
Co(H
2
O)
6
2+
+ 4Cl ↔ CoCl
4
2-
+ 6H
2
O ∆H>0
różowy niebieski
Podwyższenie temperatury sprzyja przesunięciu
równowagi w prawo.
Po ochłodzeniu niebieski roztwór wrócił do różowej barwy.
Równowaga reakcji jest równowagą dynamiczną, zależną od temperatury.
Zad.5. Wpływ zmiany stężeń substancji na stan równowagi chemicznej- równowaga między jonami
chromianowymi i dichromianowymi.
Do próbówki wlano około 1 cm
3
0,5 M roztworu K
2
CrO
4
i dodawano kilka kropli 1 M
roztworu H
2
SO
4
do zmiany barwy z żółtej na pomarańczową. W drugiej probówce przeprowadzono
reakcję odwrotną, tzn. do roztworu K
2
CrO
4
o stężeniu 0,5 M dodawano roztwór NaOH do zmiany
barwy.
Zaobserwowano: Po dodaniu do K
2
CrO
4
1 M roztworu H
2
SO
4
roztwór zmienił barwę z żółtej na
pomarańczową.
2CrO
4
2-
+ 2H
+
→ CrO
7
2-
+ H
2
O
ŻÓŁTY
POMARAŃCZOWY
Po dodaniu NaOH do K
2
CrO
4
roztwór zmienił barwę z pomarańczowej na żółtą.
CrO
7
2-
+ 2OH
+
→ 2CrO
4
2-
+ H
2
O
POMARAŃCZOWY
ŻÓŁTY
Jon C
2
O
7
2+
jest nietrwały w środowisku zasadowym, a trwały w kwasowym.
Jon CrO
4
2-
jest nietrwały w środowisku kwasowym, trwały w środowisku zasadowym.
Zad.6. Wpływ wydzielania się produktów trudno rozpuszczalnych, łatwo lotnych oraz słabo
zdysocjonowanych na równowagę reakcji chemicznych.
a) powstaje produkt trudno rozpuszczalnych
Do dwóch probówek wlano po około 5 cm
3
0,1 M roztworu NaCl. Następnie do pierwszej z nich
dodano około 3 cm
3
0,1 M roztworu KNO
3,
a do drugiej 0,1 M roztworu AgNO
3
.
Zaobserwowano: Po dodaniu KNO
3
do roztworu NaCl osad się nie wytrącił, roztwór pozostaje
klarowny. Powstała substancja jonowa.
NaCl + KNO
3
→
Po dodaniu AgNO
3
do roztworu NaCl otrzymujemy biały, mętny roztwór. Powstała substancja
trudno rozpuszczalna.
NaCl + AgNO
3
→ NaNO
3
+ ↓ AgCl
Na
+
+ Cl
-
+ Ag
+
+ NO
3
-
→ Na
+
+ NO
3
-
+ AgCl↓
BIAŁY OSAD
Ag
+
+ Cl
-
→ ↓ AgCl
b) powstaje produkt łatwo lotny
Do około 5 cm
3
1 M Na
2
CO
3
dodano około 2 cm
3
1 M Hcl.
http://notatek.pl/szybkosc-reakcji-chemicznych-i-rowno
waga-chemiczna-sprawozdanie?notatka