1. Utjecaj koncentracije na brzinu reakcije natrijeva tiosulfata sa sumpornom kiselinom . U tri epruvete ulijte 0,1 N. otopina natrijevog tiosulfata: prvi - 5 ml, drugi - 10 ml i treći - 15 ml. Nakon toga u prvu epruvetu dodajte 10 ml, au drugu 5 ml destilirane vode. Zatim ulijte 5 ml 0,1 N u tri druge epruvete. otopina sumporne kiseline. Ocijedite pripremljene otopine u parovima, što rezultira reakcijom
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O + S
Koristeći štopericu, zabilježite koliko je vremena potrebno da se sumpor pojavi u svakoj epruveti. Zabilježite rezultate u sljedeću tablicu:
Tablica 9.1
Koji se zaključak može izvući iz dobivenih podataka?
2. Ovisnost brzine reakcije o temperaturi . Utjecaj temperature na brzinu reakcije interakcije natrijevog tiosulfata sa sumpornom kiselinom. Pripremite šest identičnih čaša. U tri čaše ulijte 15 ml 0,1 N. otopine natrijevog tiosulfata, au ostale tri čaše - 15 ml 0,1 N. otopina sumporne kiseline. Zagrijte jedne čaše s otopinama natrijevog tiosulfata i sumporne kiseline u vodenoj kupelji na temperaturu 10°C višu, a druge čaše 15-20 minuta na 20°C višu od sobne temperature, prateći temperaturu vode ručnikom. termometar. Dok se otopine zagrijavaju, ocijedite preostale otopine natrijeva tiosulfata i sumporne kiseline na sobnoj temperaturi. Zabilježite vrijeme kada se sumpor pojavi u čašama. Učinite isto sa zagrijanim otopinama. Dobivene podatke upiši u tablicu:
Tablica 9.2
Koji se zaključci mogu izvući o utjecaju temperature na brzinu reakcije iz dobivenih rezultata?
3. Proučavanje brzine reakcije razgradnje vodikovog peroksida . Vodikov peroksid se spontano sporo raspada u skladu s jednadžbom: H 2 O 2 = H 2 O + 1/2 O 2. Brzina ovog procesa može se povećati uvođenjem katalizatora i procijeniti količinom kisika koja se oslobađa u određenom vremenskom razdoblju. Eksperiment se provodi u uređaju prikazanom na sl. 2. Ulijte vodu u biretu kroz lijevak približno do nulte oznake, dobro zatvorite otvor birete čepom sa staklenom cjevčicom. Pomoću lijevka u jedno koljeno Landoltove posude ulijemo 1 ml otopine željezo III klorida - katalizatora. Pomoću lijevka ulijte vodikov peroksid u koncentraciji koju je odredio učitelj u drugo koljeno. Zatim priključite Landoltovu tikvicu na biretu pomoću čepa s izlaznom cijevi za plin. Provjerite nepropusnost uređaja. Landoltovu posudu staviti u termostat na zadanu temperaturu i držati 10-15 minuta. Postavite istu razinu vode u lijevku za izjednačavanje i bireti, zapišite vrijednost razine. Nagnite Landoltovu tikvicu kako bi vodikov peroksid došao u kontakt s katalizatorom. Svake 1-2 minute tijekom 30 minuta izmjerite volumen oslobođenog kisika V τ . Zabilježite rezultate mjerenja u tablicu. 9.3.
Tablica 9.3
Nakon potpune razgradnje vodikovog peroksida ohladiti Landoltovu posudu na početnu temperaturu termostata i ponovno izmjeriti volumen potpuno oslobođenog kisika V ∞. Prema tablici. 9.3 i prema formuli
izračunati konstantu brzine reakcije. Izgradite grafikon ovisnosti:
Odredite konstantu brzine reakcije iz tangensa kuta nagiba pravca na os apscise i usporedite s aritmetičkom srednjom vrijednošću (9.17). Preporučljivo je provoditi pokuse na dvije temperature: 15-25°C i 30-40°C.
Na temelju vrijednosti konstante brzine reakcije za dvije temperature pomoću formule:
gdje je R=8,314 J/mol∙K, izračunajte energiju aktivacije reakcije razgradnje vodikovog peroksida.
4.Utjecaj koncentracija reagensa na kemijsku ravnotežu . Kada otopina željezovog (III) klorida reagira s kalijevim tiocijanatom, nastaju topljive tvari i mijenja se boja otopina. Reakcija je reverzibilna:
FeCl 3 +3KCNS Fe(CNS) 3 +3KCl
Upiši u tablicu boje otopina svih tvari u sustavu:
Tablica 9.4.
U epruveti pomiješajte po 5 ml otopina željezovog (III) klorida i kalijevog tiocijanata. Zabilježite boju dobivene otopine. Navedite tvar koja sustavu daje boju. Dobivenu otopinu ulijte u četiri epruvete u što jednakim dijelovima. U prvu epruvetu dodajte malo koncentrirane otopine željeznog klorida, u drugu otopinu kalijevog tiocijanata, a u treću malo kristalnog kalijevog klorida. Četvrtu epruvetu ostavite za usporedbu. Usporedi boju otopina u epruvetama i označi u kojem se smjeru pomaknula ravnoteža dodatkom FeCl3, KSCN i KCl. Napišite jednadžbu za konstantu ravnoteže proučavane reakcije.
5. Utjecaj promjena temperature na kemijsku ravnotežu . Pri djelovanju joda na škrob nastaje slab spoj složenog sastava, obojen plavo. Ravnoteža sustava može se grubo prikazati sljedećom jednadžbom:
Škrob + jod škrob jod kompleks
U epruvetu ulijte 2-3 ml otopine škroba i dodajte nekoliko kapi jodne vode dok otopina ne postane plava. Zagrijte epruvetu dok otopina ne postane bistra, a zatim ohladite dok se ne vrati plava boja. Odredite koja je reakcija (izravna ili obrnuta) egzotermna, a koja endotermna. Objasnite promjenu boje pri zagrijavanju i hlađenju.
2.1. Svrha rada: utvrditi utjecaj različitih čimbenika na brzinu kemijske reakcije, upoznati se s metodama određivanja prosječne konstante brzine, reda reakcije i energije aktivacije.
2.2. Predmeti i sredstva istraživanja: 0,1 M otopine natrijeva tiosulfata i sumporne kiseline, destilirana voda, epruvete, dvije birete, pipeta od 2 ml, termostat, štoperica.
2.3. Program rada
2.3.1. Utjecaj koncentracije na brzinu reakcije .
Kao rezultat reakcije između sumporne kiseline i natrijeva tiosulfata nastaje sumpor koji se oslobađa u obliku zamućenja. Vrijeme od početka reakcije do trenutka zamućenja (plavkaste opalescencije) ovisi o brzini reakcije. To omogućuje procjenu prosječne brzine reakcije.
Reakcija se odvija u tri faze:
1) Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3
2) H 2 S 2 O 3 = H 2 SO 3 + S¯
3) H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2
Sažeta jednadžba:
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + S¯ + H 2 O
Najsporija faza koja određuje brzinu je druga, stoga brzina cijelog procesa ovisi samo o koncentraciji tiosumporne kiseline. Budući da se tiosumporna kiselina dobiva kao rezultat reakcije ionske izmjene, koja se odvija gotovo trenutno, možemo pretpostaviti da je koncentracija tiosumporne kiseline jednaka koncentraciji natrijevog tiosulfata, a brzina cijelog procesa ovisi o koncentraciji natrijevog tiosulfata. .
Napredak.
Pripremite četiri otopine natrijeva tiosulfata različitih koncentracija prema tablici 3. U svaku otopinu naizmjenično dodajte 2 ml 0,1 M otopine sumporne kiseline i izmjerite vrijeme od trenutka dodavanja kiseline do pojave zamućenja. Rezultate unijeti u tablicu 3. uzimajući u obzir da je ΔS konstantna vrijednost jednaka 4×10 -3 mol/l.
Tablica 3
Na temelju dobivenih podataka konstruirajte graf logV = f (logC) kako biste odredili red reakcije pri temperaturi T 1 (K). Grafikoni se crtaju ručno na milimetarskom papiru u odgovarajućem mjerilu ili u programu Microsoft Excel 2007.
Za izradu grafikona u programu Microsoft Excel 2007 morate unijeti izvorne podatke u proračunsku tablicu.
Zatim trebate odabrati raspon ćelija A2:B5 s podacima i odabrati iz izbornika Umetni - Grafikoni - Raspršeni i, označivši dobivene točke na grafikonu, odaberite u kontekstnom izborniku Dodaj liniju trenda – Linearno – Prikaži jednadžbu na grafikonu x) i je n – red reakcije. Na primjer, n = 0,9919 ≈ 1
Za određivanje konstante brzine reakcije k 1 na sobnoj temperaturi nacrtajte ovisnost V = f(C) također ručno ili pomoću programa Microsoft Excel 2007.
Za izradu grafikona u programu Microsoft Excel 2007 unesite izvorne podatke u proračunsku tablicu. Imajte na umu da za brzinu stupca ( V) moraju biti odabrani Eksponencijalni format ćelije . Kao rezultat toga dobivamo graf linearnog odnosa u čijoj je jednadžbi množitelj za nezavisnu varijablu ( x) je konstanta brzine reakcije.
Na primjer, k = 1,6 10 -3
2.3.2. Utjecaj temperature na brzinu reakcije.
Pokus se provodi slično kao i prethodni. Međutim, otopine natrijeva tiosulfata i sumporne kiseline moraju se prethodno zagrijati u termostatu 5 minuta prije miješanja.
Zabilježite rezultate u tablicu 3 (T 2).
Na temelju rezultata proračuna i mjerenja konstruirajte graf V = f(C) i odredite konstantu brzine reakcije k 2 pri povišenoj temperaturi (T 2), također koristeći mogućnosti programa Microsoft Excel 2007. Nađite temperaturni koeficijent reakcije stopa:
Na temelju eksperimentalnih podataka 3.1.1. i 3.1.2. izračunati energiju aktivacije reakcije E act. prema formuli:
gdje je R = 8,31 J/(mol K) univerzalna plinska konstanta;
T 1 i T 2 - temperatura, K;
k 1 i k 2 su konstante brzine reakcije na temperaturama T 1, odnosno T 2, s -1.
Kraj posla -
Ova tema pripada odjeljku:
Anorganska kemija
Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije.. Savezni državni proračun.. Institucija visokog stručnog obrazovanja..
Ako trebate dodatne materijale o ovoj temi ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučamo pretraživanje naše baze radova:
Što ćemo učiniti s primljenim materijalom:
Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
| Cvrkut |
Sve teme u ovom odjeljku:
Kemijske posude
1.1. Svrha rada: Proučiti vrste i namjenu kemijskog staklenog posuđa. 1.2. Teoretske informacije Kemijsko stakleno posuđe koje se koristi u laboratorijima može se podijeliti na nekoliko
Mjerno kemijsko stakleno posuđe i metode rada s njim
Za mjerenje volumena tekućina koriste se mjerne posude. To uključuje: odmjerne tikvice, cilindre, pipete i birete (slika 3). Obratite pozornost na pravila za rad s mjernim posuđem
Vaga i pravila vaganja
1.1. Svrha rada: Upoznati se s vagama. Naučiti vagati na laboratorijskim tehničkim vagama. 1.2. Teorijske informacije. Za određivanje m
Nemojte prekoračiti maksimalni kapacitet podizanja vage.
Prije vaganja provjerite je li vaga spremna za upotrebu: 1. poravnajte je, 2. provjerite nulti položaj strelice. Predmet koji se vaga stavlja se na lijevu posudu
Prirodno pročišćavanje vode
3.1. Svrha rada: upoznati metode pročišćavanja prirodne vode. 3.2. Predmet i sredstva istraživanja: dvije čaše od 300-500 ml, konusni lijevak, Wuhrova tikvica.
Pročišćavanje kalijevog dikromata rekristalizacijom
4.1. Svrha rada: ovladati metodom pročišćavanja tvari rekristalizacijom. 4.2. Predmeti i sredstva istraživanja: konusni lijevak, čaše od 100 ml, mjerni cilindar
Pročišćavanje joda sublimacijom
5.1. Svrha rada: ovladati metodom pročišćavanja krutih tvari sublimacijom. 5.2. Predmet i sredstva istraživanja: čaša bez grlića od 200-300 ml, tikvica s okruglim dnom.
Određivanje gustoće tekućina, tališta i vrelišta tvari
6.1. Svrha rada: upoznati fizikalna svojstva tvari i metode za njihovo određivanje. 6.2. Objekti i sredstva istraživanja: tekuće pojedinačne tvari (heksan, heptan, oktan
Dobivanje olovnog oksida i metalnog olova iz njegove soli
9.1. Svrha rada: upoznavanje s metodama taloženja, filtriranja, sušenja i kalcinacije sedimenata, kao i s dobivanjem metala i njihovih oksida. 9.2. Objekti i mediji
Određivanje molarne mase lako hlapljivih tvari
1.1. Svrha rada: ovladati metodama određivanja molnih masa lako hlapljivih tvari i proračuna pomoću Mendeleev-Clapeyronove jednadžbe. 1.2. Objekti i sredstva istraživanja: sa
Određivanje molarne mase ugljičnog dioksida
2.1. Svrha rada: ovladati metodama određivanja molnih masa plinovitih tvari pomoću Mendeleev-Clapeyronove jednadžbe i relativnih gustoća plinova. 2.2. Predmeti i sredstva
Određivanje molarne mase metalnih ekvivalenata
3.1. Svrha rada: upoznati se s metodom određivanja molarne mase metalnih ekvivalenata u reakciji metala s razrijeđenim kiselinama.
Svojstva hidroksida
1.1. Svrha rada: proučiti reakcije dobivanja i svojstva hidroksida 1.2. Objekti i sredstva istraživanja: 0,5 M otopine bakar(II) sulfata, aluminij sulfata, krom(I) klorida.
Priprema i proučavanje svojstava amino-, hidrokso-, acido- i aqua kompleksa
1.1. Svrha rada: upoznati metode dobivanja, kemijska svojstva i stabilnost kompleksnih spojeva. 1.2. Objekti i sredstva istraživanja: 0,5 M otopine joda
Mjerenje toplinskih učinaka kemijskih reakcija
1.1. Svrha rada: izvođenje kalorimetrijskih mjerenja i termodinamičkih proračuna vezanih uz energiju kemijskih reakcija. 1.2. Objekti i sredstva istraživanja: feces
Utjecaj promjene koncentracije reaktanata na kemijsku ravnotežu
3.1. Svrha rada: utvrditi kako promjene koncentracije tvari koje reagiraju utječu na kemijsku ravnotežu. 3.2. Objekti i sredstva istraživanja: 0,1 M otopina željezovog (III) klorida, zas.
Metode izražavanja koncentracije otopina
Način izražavanja koncentracije Formula Naziv i definicija Simboli i mjerna jedinica
Fenomeni uočeni tijekom otapanja
1.1. Svrha rada: proučiti pojave koje se javljaju tijekom otapanja krutih, tekućih i plinovitih tvari u vodi, objasniti promatrane pojave sa stajališta hidratacijske teorije otopine.
Određivanje topljivosti tvari u vodi
2.1. Svrha rada: proučiti svojstva zasićenih i prezasićenih otopina, naučiti odrediti topljivost tvari, proučiti ovisnost topljivosti različitih tvari o temperaturama
Stvaranje i otapanje sedimenata
3.1. Svrha rada: proučiti uvjete nastanka i otapanja sedimenata. 3.2. Objekti i sredstva istraživanja: 1N otopine olovo (II) nitrata, natrijevog klorida, magnezijevog klorida, barijevog klorida, b
Priprema i titracija otopina
4.1. Svrha rada: upoznati se s načinima pripreme otopina i određivanje njihove koncentracije izražene u različitim jedinicama. Ovladati metodom titriranja otopina. Odredite vrijeme
Određivanje tvrdoće vode iz slavine
5.1. Svrha rada: proučiti metodu volumetrijske analize otopina (titracije) u određivanju privremene tvrdoće vode iz slavine. Naučite računati na temelju koncentracije elektrona
Određivanje električne vodljivosti otopine i konstante disocijacije slabog elektrolita
6.1. Svrha i ciljevi rada: proučavanje konduktometrijske metode analize. Utvrditi ovisnost specifične i ekvivalentne električne vodljivosti o koncentraciji otopine. Proučite Ostwaldov zakon razrjeđenja
Hidroliza soli
7.1. Svrha i ciljevi rada: proučavanje procesa hidrolize soli raznih vrsta. Utvrđivanje utjecaja temperature, razrjeđenja, reakcije medija, naboja kompleksirajućeg iona na površini
Svrha lekcije: eksperimentalno određivanje čimbenika koji utječu na brzinu kemijske reakcije (katalizatori, kontaktna površina) i kemijsku ravnotežu.
Plan učenja:
Materijal i oprema: stalak s epruvetama, stakleni štapić, hrana, voda, prah: aluminij, jod, kalijev klorid, otopine: željezo (III) klorid, kalijev tiocijanat, kalijev klorid.
Laboratorijska radionica
Opgg 1. Utjecaj katalizatora na brzinu kemijske reakcije.
U suhu epruvetu spatulom dodajte malu količinu aluminijskog praha i fino mljevenog joda. Sadržaj epruvete promiješajte staklenim štapićem i dodajte kap vode. Kako voda utječe na brzinu reakcije? Na temelju pokusa 1-3 zaključite o utjecaju koncentracije, temperature i katalizatora na brzinu kemijskih reakcija.
Pokus 2. Pomak kemijske ravnoteže pri promjeni koncentracija tvari koje reagiraju.
U epruvetu ulijte približno 1 ml 0,0025 M otopine željezovog (III) klorida i dodajte isti volumen 0,0025 M otopine kalijevog tiocijanata. Kako se mijenja boja otopine? Dobivenu otopinu jednako ulijte u četiri epruvete. Ostavite jednu epruvetu kao kontrolu. U drugu epruvetu dodajte nekoliko kapi zasićene otopine željezovog (III) klorida, u treću nekoliko kapi zasićene otopine kalijevog tiocijanata, a u četvrtu nekoliko kristala kalijevog klorida. Usporedite boju otopina u epruvetama. Napišite jednadžbu za reverzibilnu reakciju koja se događa. Napiši matematički izraz za konstantu kemijske ravnoteže ovog procesa Koje su tvari u otopini u stanju kemijske ravnoteže? Koja tvar daje otopini crvenu boju? Kako se mijenja intenzitet boje otopine kada se dodaju željezov(III) klorid, kalijev tiocijanat i kalijev klorid? U kojem se smjeru u tom slučaju pomiče ravnoteža proučavanog sustava? Koncentraciju kojih tvari i kako treba mijenjati da bi se kemijska ravnoteža pomaknula udesno? Lijevo?
Pitanja i zadaci
1. Koji je razlog promjene brzine reakcije kada se uvede katalizator?
2. Koje se reakcije nazivaju reverzibilnim? Što karakterizira stanje kemijske ravnoteže? Što se zove konstanta ravnoteže, o kojim čimbenicima ovisi?
3. Koji vanjski utjecaji mogu poremetiti kemijsku ravnotežu? U kojem smjeru će se miješati ravnoteža pri promjeni temperature? Pritisak?
Laboratorijski rad № 11
Tema: Osnovni obrasci kemijskih reakcija.
Svrha lekcije: Dobiti i proučiti svojstva najčešćih jednostavnih tvari i spojeva.
Plan učenja:
1. Ponoviti osnovna pitanja kemijske kinetike.
2. Po uputama nastavnika izvesti laboratorijski pokus.
Pribor za jelo i posuđe: 1) Sat sa sekundarom ili štoperica. 2) Mjerni kapacitet cilindra. 20 ml.3) Termometar na 100°. 4) Zatvorena staklena cijev s dušikovim dioksidom 5) Stativ sa stezaljkom i prstenom. 6) Plamenik. 7) Kapacitet kemijskih čaša. 200 ml 2 kom. 8) Azbestna mreža. 9) Stalak s epruvetama.
Reagensi: Kalijev klorid KS1.
Otopina: 1) Sumporna kiselina H 2 S0 4 (1:200). - 2) Natrijev sulfat Na2S20 3 (N 1:200).
Laboratorijska radionica
Iskustvo 1.
Ovisnost brzine reakcije o koncentraciji reaktanata
a) Otopini Na 2 S 2 0 3 dodajte malo H 2 SO 4 . Promatrajte nastalu zamućenost otopine. Zamućenje je uzrokovano međudjelovanjem hiposulfita i sumporne kiseline, što rezultira oslobađanjem slobodnog sumpora. Reakcija slijedi jednadžbu
Na 2 S 2 0 3 + H 2 S0 4 = Na 2 S0 4 + SO 2 + H 3 0 + S
Vrijeme koje prođe od početka reakcije do vidljivog zamućenja otopine ovisi o brzini reakcije.
b) Ulijte razrijeđeno (1:200) u tri velike epruvete
otopina Na 2 S 2 O 3 u prvom - 5 ml, u drugom - 10 ml,
u trećem - 15 ml. Zatim u sadržaj prve epruvete dodajte 10 ml vode, au sadržaj druge 5 ml vode.
U druge tri epruvete ulijte po 5 ml razrijeđene (1:200) sumporne kiseline.
U svaku epruvetu uz miješanje ulijemo po 5 ml otopine H2SO4 s Na 2 S 2 0s i točno na kazaljci na satu označimo koliko sekundi nakon dodavanja kiseline u pojedinoj epruveti dolazi do stvaranja zamućenja.
Formulirajte zaključak o ovisnosti brzine reakcije o koncentracijama reaktanata za ovaj pokus.
Iskustvo 2. Ovisnost brzine reakcije o temperaturi
Za pokus uzmite otopine Na 2 S 2 0 3 i H 2 S0 4 istih koncentracija kao u prethodnom pokusu.
U tri velike epruvete ulijte po 10 ml otopine hiposulfita, u ostale tri epruvete po 10 ml sumporne kiseline i podijelite ih u tri para: epruvetu s Na 2 S 2 0 3 i epruvetu s H 2 S0 4 u svaki par.
Zabilježite temperaturu zraka u laboratoriju i vrijeme na kazaljci na satu, spojite otopine iz prvog para epruveta i zabilježite nakon koliko sekundi se pojavi zamućenje.
Drugi par epruveta staviti u čašu s vodom i zagrijati na temperaturu 10° višu od sobne. Pratite temperaturu pomoću termometra spuštenog u vodu. Ocijedite sadržaj epruveta i zabilježite nakon koliko sekundi se pojavi zamućenje.
Ponovite pokus s trećim parom epruveta zagrijavajući ih u čaši vode do temperature 20° iznad sobne temperature.
Zabilježite rezultate u sljedećem obliku:
Napravite graf koji prikazuje ovisnost brzine reakcije o temperaturi za ovaj pokus. Da biste to učinili, nacrtajte temperaturu pokusa na apscisnoj osi na određenom mjerilu, a na ordinatnoj osi vrijednosti recipročne vremenu pojave zamućenja (jedinica podijeljena s brojem sekundi).
Laboratorijski rad br.8
Predmet: Rješenja. Priprema otopina postotne koncentracije
Svrha lekcije: pripremiti otopine zadane postotne koncentracije.
Plan učenja:
1. Ponoviti osnovna pitanja kemijske kinetike.
2. Po uputama nastavnika izvesti laboratorijski pokus.
Laboratorijska radionica
Iskustvo 1. Priprema 10% otopine natrijeva klorida mase 50 g.
Izračunajte koja je masa natrijevog klorida potrebna za pripremu 10%-tne otopine mase 50 g. Izvažite ovu masu soli u prethodno izvaganoj boci na tehnokemijskoj vagi s točnošću od 0,01 g. Izračunajte koliki je volumen vode potreban za otapanje uzeti uzorak. Ovaj volumen vode izmjerite čašom i u njoj otopite izvaganu sol. Dobivenu otopinu ulijte u mjerni cilindar i areometrom odredite gustoću otopine, a potom i maseni udio natrijeva klorida. Izračunajte pogrešku eksperimenta
Kontrolna pitanja i zadaci.
1. Što je rješenje? Što je otapalo?
2. Kako možete ubrzati proces otapanja? Koje pojave prate otapanje?
3. Što su kristalni hidrati i kristalna voda? Kako se izražava ovisnost topljivosti krutih tvari o temperaturi? Kako se mijenja topljivost plinova s porastom temperature i tlaka?
4. Kako se naziva koncentracija otopine? Koje se otopine nazivaju molarne, normalne?
Laboratorijski rad br.9
Predmet: Priprema otopina molarne i normalne koncentracije.
Svrha lekcije: pripremiti otopine zadane molarne i normalne koncentracije.
Plan učenja:
1. Ponoviti osnovna pitanja kemijske kinetike.
2. Po uputama nastavnika izvesti laboratorijski pokus.
Materijali i oprema: set areometara, graduirani cilindar od 500 ml, kristalni natrijev klorid, barijev klorid kristalni hidrat, otopine: sumporna kiselina, klorovodična kiselina.
Laboratorijska radionica
Tiosumporna kiselina. Natrijev tiosulfat. Priprema, svojstva, primjena.
U estere sumporne kiseline spadaju dialkil sulfati (RO2)SO2. To su tekućine visokog vrelišta; niži su topljivi u vodi; u prisutnosti lužina stvaraju soli alkohola i sumporne kiseline. Niži dialkil sulfati su alkilirajuća sredstva.
Dietil sulfat (C2H5)2SO4. Talište -26°C, vrelište 210°C, topljivo u alkoholima, netopljivo u vodi. Dobiva se reakcijom sumporne kiseline s etanolom. To je sredstvo za etilaciju u organskoj sintezi. Prodire kroz kožu.
Dimetil sulfat (CH3)2SO4. Talište -26,8°C, vrelište 188,5°C. Topljiv u alkoholima, slabo topljiv u vodi. Reagira s amonijakom u odsutnosti otapala (eksplozivno); sulfonira neke aromatske spojeve, kao što su fenol esteri. Dobiva se reakcijom 60% oleuma s metanolom na 150 ° C. To je sredstvo za metiliranje u organskoj sintezi. Kancerogen, utječe na oči, kožu, dišne organe.
Natrijev tiosulfat Na2S2O3
Sol tiosumporne kiseline u kojoj dva atoma sumpora imaju različita oksidacijska stanja: +6 i -2. Kristalna tvar, vrlo topljiva u vodi. Proizvodi se u obliku kristalnog hidrata Na2S2O3 5H2O, koji se obično naziva hiposulfit. Dobiva se reakcijom natrijevog sulfita sa sumporom kuhanjem:
Na2S03+S=Na2S2O3
Kao i tiosumporna kiselina, jako je redukcijsko sredstvo.Lako se oksidira klorom u sumpornu kiselinu:
Na2S2O3+4Sl2+5N2O=2H2SO4+2NaCl+6NCl
Upotreba natrijevog tiosulfata za apsorpciju klora (u prvim plinskim maskama) temeljila se na ovoj reakciji.
Oksidacija natrijevog tiosulfata slabim oksidacijskim sredstvima odvija se nešto drugačije. U tom slučaju nastaju soli tetrationske kiseline, na primjer:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
Natrijev tiosulfat je nusprodukt u proizvodnji NaHSO3, sumpornih boja, tijekom pročišćavanja industrijskih plinova od sumpora. Koristi se za uklanjanje tragova klora nakon izbjeljivanja tkanina, za izdvajanje srebra iz ruda; Fiksativ je u fotografiji, reagens u jodometriji, protuotrov kod trovanja spojevima arsena i žive te protuupalno sredstvo.
Tiosumporna kiselina- anorganski spoj, dvobazna jaka kiselina formule H 2 SO 3 S. Bezbojna viskozna tekućina koja reagira s vodom. Tvori soli - anorganske tiosulfate. Tiosumporna kiselina sadrži dva atoma sumpora, od kojih jedan ima oksidacijsko stanje +4, a drugi je električki neutralan.
Priznanica
Reakcija vodikovog sulfida i sumporovog trioksida u etil eteru na niskim temperaturama:
· Učinak plinovitog klorovodika na natrijev tiosulfat:
Fizička svojstva
Tiosumporna kiselina tvori bezbojnu viskoznu tekućinu koja se ne smrzava ni pri vrlo niskim temperaturama. Toplinski nestabilan - raspada se već na sobnoj temperaturi.
U vodenim otopinama razgrađuje se brzo, ali ne odmah. U prisutnosti sumporne kiseline trenutno se raspada.
Kemijska svojstva
· Toplinski vrlo nestabilan:
· U prisutnosti sumporne kiseline razlaže se:
· Reagira s alkalijama:
· Reagira s halogenima:
Tvori estere - organske tiosulfate.
Natrijev tiosulfat (antiklor, hiposulfit, natrijev sulfidetrioksosulfat) - Na 2 S 2 O 3 ili Na 2 SO 3 S, sol natrija i tiosumporne kiseline, tvori kristalni hidrat Na 2 S 2 O 3 5H 2 O.
Priznanica
· oksidacija Na polisulfida;
· kuhanje viška sumpora s Na 2 SO 3:
· interakcija H 2 S i SO 2 s NaOH (nusprodukt u proizvodnji NaHSO 3, sumpornih boja, tijekom pročišćavanja industrijskih plinova od S):
Kuhanje viška sumpora s natrijevim hidroksidom:
Zatim, u gornjoj reakciji, natrijev sulfid dodaje sumpor da bi nastao natrijev tiosulfat.
Istovremeno, tijekom ove reakcije nastaju natrijevi polisulfidi (daju otopini žutu boju). Da bi ih uništili, SO 2 se prenosi u otopinu.
· Čisti bezvodni natrijev tiosulfat može se pripraviti reakcijom sumpora s natrijevim nitritom u formamidu. Ova reakcija teče kvantitativno (na 80 °C tijekom 30 minuta) prema jednadžbi:
· otapanje natrijeva sulfida u vodi u prisutnosti atmosferskog kisika:
Fizička i kemijska svojstva
Bezbojni monoklinski kristali. Molarna masa 248,17 g/mol (pentahidrat).
Topljiv u vodi (41,2% na 20 o C, 69,86% na 80 o C).
Na 48,5 °C, kristalni hidrat se otapa u vodi kristalizacije, stvarajući prezasićenu otopinu; dehidrira na oko 100 o C.
Zagrijavanjem na 220 °C razgrađuje se prema sljedećoj shemi:
Natrijev tiosulfat je jako redukcijsko sredstvo:
S jakim oksidansima, kao što je slobodni klor, oksidira se u sulfate ili sumpornu kiselinu:
Sa slabijim ili sporije djelujućim oksidansima, npr. jodom, pretvara se u soli tetrationske kiseline:
Gornja reakcija je vrlo važna jer služi kao osnova za jodometriju. Treba napomenuti da u alkalnom okruženju, oksidacija natrijevog tiosulfata s jodom može nastaviti do sulfata.
Nemoguće je izolirati tiosumpornu kiselinu (vodikov tiosulfat) reakcijom natrijevog tiosulfata s jakom kiselinom, jer je nestabilna i odmah se raspada:
Rastaljeni kristalni hidrat Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O vrlo je sklon prehlađenju.
Primjena
· za uklanjanje tragova klora nakon izbjeljivanja tkanina
· za vađenje srebra iz ruda;
· fiksacija u fotografiji;
reagens u jodometriji
· protuotrov kod trovanja: As, Br, Hg i drugi teški metali, cijanidi (pretvara ih u tiocijanate) itd.
· za dezinfekciju crijeva;
· za liječenje šuge (zajedno s klorovodičnom kiselinom);
· protuupalno i sredstvo protiv opeklina;
· može se koristiti kao medij za određivanje molekulskih težina snižavanjem točke smrzavanja (krioskopska konstanta 4,26°)
· registriran u prehrambenoj industriji kao dodatak hrani E539.
· aditivi za beton.
· za čišćenje tkiva od joda
· Oblozi od gaze natopljeni otopinom natrijevog tiosulfata korišteni su za zaštitu dišnog sustava od otrovne tvari klora u Prvom svjetskom ratu.
Problem 866.
Napišite jednadžbu reakcije za proizvodnju natrijeva tiosulfata. Koje je oksidacijsko stanje sumpora u ovom spoju? Pokazuje li tiosulfatni ion oksidirajuća ili redukcijska svojstva? Navedite primjere reakcija.
Riješenje:
Reakcijske jednadžbe za proizvodnju natrijev tiosulfat:
a) Vodena otopina natrijevog sulfita kuha se u prisutnosti sumpora, zatim se ohladi, oslobađa se kristalni hidrat natrijev tiosulfat:
Na 2 SO 3 + S + 5H 2 O ↔ Na 2 S 2 O 3 . 5H2O.
Vodena otopina natrijevog sulfita kuha se u prisutnosti sumpora i zatim se ohladi, oslobađa se kristalni natrijev tiosulfat hidrat.
b) Oksidacija polisulfida atmosferskim kisikom:
2Na 2 S 5 + 3O 2 ↔ 2Na 2 S 2 O 3 +6S.
c) Dobivanje natrijeva tiosulfata reakcijom sumpora s lužinom. Reakcija se odvija uz istovremenu oksidaciju i redukciju sumpora:
4S + 6NaOH ↔ Na 2 S 2 O 3 + 2Na 2 S + 3H 2 O.
d) Izravna interakcija sumporovog dioksida sa sumporovodikom u alkalnoj sredini. Da bi se to postiglo, smjesa oba plina se propušta uz snažno miješanje u otopinu natrijevog hidroksida dok se ne neutralizira, a zatim nastaje natrijev tiosulfat:
4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH ↔ 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2
Atomi sumpora koji čine tiosulfate imaju različite stupnjeve oksidacije; jedan atom ima oksidacijsko stanje +4, drugi 0. Tiosulfatni ion S 2 O 3 2- pokazuje svojstva redukcijskog sredstva. Klor, brom i druga jaka oksidacijska sredstva oksidiraju ga do sulfatnog iona SO 4 2-, na primjer:
Interakcija natrijev tiosulfat s klorom (u suvišku):
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ↔ 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl
Ionsko-molekularna jednadžba:
S2O 3 2- + 4Cl 2 0 + 5H 2 O ↔ 2SO 4 2- + 8Cl - +10H+
Molekularni oblik:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ↔ 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl l
U ovoj reakciji natrijev tiosulfat djeluje kao redukcijsko sredstvo, povećavajući oksidacijsko stanje jednog atoma sumpora od 0 do +4, a drugog od +4 do +6.
Pod utjecajem slabog oksidacijskog sredstva natrijev tiosulfat se oksidira u sol tetrationska kiselina H2S4O6.
Interakcija natrijevog tiosulfata s jodom:
2 Na 2 S 2 O 3 + I 2 ↔ Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
Jednadžbe ionsko-molekularne ravnoteže:
Ionsko-molekularna jednadžba:
2S 2 O 3 2- + I 2 0 ↔ S 4 O 6 2- + 2I -
Molekularni oblik:
2Na 2 S 2 O 3 + I 2 ↔ Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
U ovoj reakciji natrijev tiosulfat djeluje kao redukcijsko sredstvo, povećavajući oksidacijsko stanje jednog atoma sumpora od 0 do +4. Zagrijavanjem iznad 200 0C natrijev tiosulfat se razgrađuje prema sljedećoj shemi:
4Na 2 S 2 O 3Na 2 SO 4 + Na 2 S + 4S↓
U tom slučaju dolazi do autooksidacijsko-redukcijske reakcije.
Reakcije sumporne kiseline
Problem 867.
Napravite jednadžbe reakcija: a) koncentrirane H 2 SO 4 s magnezijem i sa srebrom; b) razrijeđena H 2 SO 4 sa željezom.
Riješenje:
a) 4Mg + 5H2SO4 (konc.) → 4MgSO4 + H2S) + 4H2O;
b) 2Ag + 2H 2 SO (konc.) → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
c) Fe + H 2 SO 4 (razrijeđeno) → FeSO 4 + H 2.
Problem 868.
Koliko je grama sumporne kiseline potrebno da se otopi 50 g žive? Koliko će se toga iskoristiti za oksidaciju žive? Je li moguće koristiti razrijeđenu sumpornu kiselinu za otapanje žive?
Riješenje:
Jednadžba reakcije:
Jednadžbe ionsko-molekularne ravnoteže:
Ionsko-molekularna jednadžba:
Hg + SO 4 2- + 4H + ↔ Hg 2+ + SO 2 + 2H 2 O
Iz oksidacijsko-redukcijskih jednadžbi proizlazi da se 1 mol H2SO4 troši na oksidaciju 1 mola Hg, dakle,
200,5: 98 = 50: x; x = (98 . 50)/200,5 = 24,44 g.
Odredite masu H2SO4 iz omjera:
200,5: (2 . 98) = 50: x; x = (2 . 98 . 50)/200,5 = 48,88 g.
Odgovor: 48,88 g; 24,44 g. Živa je u naponskom nizu iza vodika – stoga razrijeđena sumporna kiselina ne djeluje na živu. Stoga za otapanje žive trebate uzeti koncentriranu sumpornu kiselinu.
Problem 869.
Je li potrebna ista količina sumporne kiseline za otapanje 40 g nikla ako u jednom slučaju uzmemo koncentriranu kiselinu, au drugom razrijeđenu? Kolika će se masa sumporne kiseline upotrijebiti za oksidaciju nikla u svakom slučaju?
Riješenje:
Reakcijske jednadžbe:
a) Ni + 2H 2 SO 4 (konc.) → NiSO4 + SO2 + 2H2O;
b) Ni + H 2 SO 4 (razrijeđen) → NiSO4 + H2.
Izračunajmo masu koncentrirane sumporne kiseline utrošene za oksidaciju 40 g nikla iz omjera:
58,7: (2 . 98) = 40:x; x = (2 . 98 . 40)/58,7 = 133,56, g.
Sada izračunajmo masu razrijeđene sumporne kiseline koja se koristi za oksidaciju 40 g nikla iz omjera:
58,7: 98 = 40: x; x = (98 . 40)/58,7 = 66,78 g.
Odgovor: 133,56 g; 66,78 g. Za oksidaciju nikla utroši se ista količina sumporne kiseline.
