Celem przeprowadzonych doświadczeń było zbadanie szybkości reakcji w zależności od różnych czynników (stężenia reagujących substancji, temperatury, obecności katalizatora)

Doświadczenie 1.

Badanie wpływu stężenia na szybkość reakcji.

Sprzęt i odczynniki:

-probówki

-cylinder mierniczy

-pipety

-0,5 molowy Na2S2O3

-0,25 molowy kwas siarkowy(VI)

Doświadczenie przeprowadza się z wykorzystaniem reakcji rozpadu kwasu tiosiarkowego według reakcji:

 H2S2O3 H2SO3 + S

Nietrwały kwas tiosiarkowy otrzymuje się w wyniku reakcji tiosiarczanu sodu i kwasu siarkowego.

 Na2S2O3 + H2SO4 H2S2O3 + Na2SO4

Na początku przygotowałem roztwory tiosiarczanu sodu o różnych stężeniach. Do otrzymanych roztworów dodawałem po 3cm³ 0,25 molowego roztworu kwasu siarkowego (VI) , w momencie dodawania kwasu włączałem stoper i mierzyłem czas aż do momentu pojawienia się opalesencji(zawiesiny wolnej siarki). Jest to reakcja bardzo szybka i zakładamy, że kwas tiosiarkowy powstaje natychmiast po dodaniu kwasu siarkowego do roztworu tiosiarczanu sodu. W następnej fazie rozpoczyna się reakcja rozkładu kwasu tiosiarkowego.

Jako produkt reakcji wydziela się siarka w postaci drobnej zawiesiny i obserwujemy to w postaci charakterystycznej opalesencji. Zaobserwowanie tego zjawiska świadczy o tym że zaszła ilościowa reakcja. Wyniki zamieściłem w tabeli:

nr	Objętość roztworu Na2SO4 [cm^3]	Objętość wody [cm^3]	stężenie CNa2SO4 CH2SO4	Czas reakcji [s]	Szybkość reakcji [mol/dm^3·s^-1]
1	10	0	0,5	5	0,1
2	8	2	0,4	8,3	0,05
3	6	4	0,3	11,3	0,03
4	4	6	0,2	16,3	0,01
5	2	8	0,1	31,3	0,009
6	1	9	0,05	56,6	0,0009

Obliczenia do tabeli:

Na podstawie uzyskanych pomiarów narysowałem wykres zależności szybkości reakcji od stężenia substratów.

Szybkość reakcji

Stężenie

Wniosek: Wraz ze wzrostem stężenia skraca się czas reakcji a więc wzrasta szybkość reakcji. Szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężenia substancji reagujących.

Doświadczenie2

Wpływ temperatury na szybkość reakcji.

Doświadczenie to przeprowadza się z wykorzystaniem tej samej reakcji co w doświadczeniu poprzednim:

 Na2S2O3 + H2SO4 H2S2O3 + Na2SO4

Przygotowałem 5 par probówek. Jedna probówka z pary zawierała 5cm3 0,5 molowego tiosiarczanu sodowego, druga probówka z pary zawierała 5cm3 0,25 molowego kwasu siarkowego(VI). Zawartości probówek zlewałem parami. Reakcje przeprowadzałem w różnych temperaturach ogrzewając uprzednio probówki do różnych temperatur na łaźni wodnej. Temperaturę w łaźni kontrolowałem termometrem. Czas przebiegu reakcji mierzyłem stoperem od momentu dodania kwasu, aż do pojawienia się opalesencji. Wyniki zestawiłem w tabeli:

nr	stężenie CNa2SO4 CH2SO4	Temperatura [˚C]	Czas reakcji [s]	Szybkość reakcji [mol/dm^3·s^-1]	Współczynnik temp.θ
1	0,25	60	2	0,125	1,51
2	0,25	50	3	0,083	1,33
3	0,25	40	4	0,0625	1,49
4	0,25	30	6	0,042	1,45
5	0,25	20	8,5	0,029	1,55

Obliczenia do tabeli:

Stężenie tiosiarczanu (VI) sodu:

Obliczam szybkość reakcji

Obliczam współczynnik temperatury:

.

Na podstawie uzyskanych wyników sporządziłem wykres zależności szybkości reakcji od temperatury.

Szybkość reakcji

Temperatura

Wniosek: Wraz ze wzrostem temperatury rośnie szybkość reakcji

Doświadczenie 3

Badanie wpływu stężenia katalizatora na szybkość redukcji manganianu(VII) potasu w środowisku kwaśnym. Do 7 zlewek erlenmeyerek odmierzyłem kolejno po 25 cm3 0,1 molowego szczawianu potasu, następnie po 25cm3

2 molowego kwasu siarkowego(VI) oraz następnie kolejno 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 cm3 siarczanu (VI) manganu. Po wymieszaniu dodałem do każdej zlewki po 1cm3 manganianu(VII) potasu. Za pomocą stopera mierzyłem czas jaki upłynął od chwili dodania roztworu nadmanganianu potasu do chwili odbarwienia się roztworu. Wyniki zamieściłem w tabeli.

nr	Objętość roztworu MnSO4	Objętość końcowa [cm^3]	Stężnie KmnO4 [mol/dm^3]	Czas reakcji [min]	Szybkość reakcji [mol/dm^3·s^-1]
1	0	51	0,000392	2,5	0,008
2	1,0	52	0,000384	1,6	0,0125
3	2,0	53	0,000377	1,3	0,0155
4	3,0	54	0,00037	1,2	0,0166
5	4,0	55	0,000363	1,1	0,0181
6	5,0	56	0,000357	1,0	0,0200
7	6,0	57	0,00035	0,8	0,0250

Na podstawie uzyskanych wyników sporządziłem wykres zależności reakcji od stężenia katalizatora.

Szybkość reakcji

Objętość roztworu MnSO4

Wniosek: Im większe stężenie katalizatora tym reakcja zachodzi szybciej.

Doświadczenie 4.

Wpływ katalizatora na szybkość reakcji rozkładu nad tlenku wodoru.

Do 4 probówek odmierzam 3 cm³ 10%roztworu nadtlenku wodoru (H₂O₂).do jednej dodajemy niewielką ilość dwutlenku manganu (MnO₂), do drugiej jedną kroplę FeCl₃ (CFeCl₃=0,5mol/dm³), do trzeciej jedną H₃PO₄ ( CH₃PO₄=1mol/dm³).

Reakcja rozkładu nadtlenku wodoru:

2H₂O₂=2H₂O+O₂

Po dodaniu do probówki niewielkiej ilości dwutlenku manganu spowoduje on bardzo szybki rozkład nadtlenku.

MnO₂ - jest katalizatorem, substancja której obecność w mieszaninie reakcyjnej przyśpiesza bardzo przebieg reakcji, zwiększa ona szybkość reakcji poprzez zmniejszenie energii aktywacji (energia kinetyczna substratów potrzebna do przechodzenia substratów w produkty).

Po dodaniu do drugiej probówki jednej kropli FeCl₃ (chlorku żelaza - sól mocnego kwasu, słabej zasady) następuje niezbyt szybki rozkład nadtlenku wodoru, FeCl₃ - katalizator, który w niewielkim stopniu przyśpiesza reakcje chemiczne.

Natomiast po dodaniu jednej kropli H₃PO₄ nie zauważa się jakiejkolwiek reakcji tzn. kwas fosforowy nie przyśpiesza ani nie opóźnia reakcji (nie ma wpływu).

Katalizator, który występuje w innej postaci (innej fazie) niż substancje reagujące nazywa się kontaktem.

---