Методичні рекомендації по проведенню досліду №2

1. Закріпити віскозиметр (піпетку) вертикально. Заповнити його дистильованою водою на певний об’єм. Після цього дайте воді можливість повільно витікати з віскозиметру (піпетки), відраховуючи час витікання води за секундоміром.

2. Дослід повторити три рази і взяти для обчислень середнє значення часу витікання води ( _о) в секундах.

3. Аналогічно провести визначення часу витікання гліцерину з віскозиметру (об’єм води та гліцерину однакові). Дослід повторити три рази і взят для обчислень середнє значення ( ) в секундах.

4. Експериментально визначені дані часу витікання води і гліцерину занести в таблицю результатів:

№ п/п	Назва рідини	Густина, , г/см3	Час витікання	В’язкість, , Па ´ с
1	2	3	ср.
1.	Вода
2.	Гліцерин

5. Значення густин води і гліцерину, в’язкості води за певної температури взяти з таблиці 2 (див. додаток) та записати в таблицю результатів.

6. В’язкість гліцерину обчислити за формулою 2:

(2),

де ‑ відносна в’язкість гліцерину;

_о – в’язкість води;

- густина гліцерину, г/см³;

_о – густина води, г/см³;

_о – час витікання води, сек.;

‑ час витікання гліцерину, сек.

=

7.Одержані результати відносної в’язкості гліцерину внести в таблицю результатів.

8.Зробити висновок про величину в’язкості гліцерину порівняно з в’язкістю води. Обов’язково вкажіть одержані результати.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зробити загальний висновок по роботі.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Додаток

Таблиця 1.Значення густин води та етанолу, поверхневого натягу води за різних температур

Температура, оС	Густина води, г/см3	води, Н/м	Густина етанолу, г/см3
	0,9997	74,20∙10-3	0,7978
	0,9990	73,48∙10-3	0,7936
	0,9980	72,75∙10-3	0,7894
	0,9970	71,96∙10-3	0,7852

Таблиця 2. Значення густин води, гліцерину, в’язкості води за різних температур

Лабораторна робота №2

Тема: Вивчення впливу різних факторів на швидкість хімічних реакцій та зміщення стану хімічної рівноваги

Хід роботи

Дослід №1. Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів

Теоретичні положення

Швидкість хімічної реакції – це число елементарних актів взаємодії за одиницю часу в одиниці об’єму (для гомогенних реакцій) або на одиниці поверхні поділу фаз (для гетерогенних реакцій).

Швидкість реакції визначається зміною концентрації будь-якої з вихідних речовин або кінцевих продуктів.

υ = або υ = ,

де ∆v - зміна кількості речовини, моль

∆t – зміна часу, сек. V – об’єм, см³ або л

Одиниці вимірювання швидкості реакції: моль/(л∙сек), або моль/(м³∙сек).

Якщо V = 1л, то ν = С (молярна концентрація – число моль речовини в 1л розчину), тобто

υ = ,

де υ – середня швидкість реакції у даний проміжок часу в ізобарно-ізотермічних умовах.

Швидкість реакції залежить від:

þ природи реагуючих речовин;

þ доступності реагентів (ступінь подрібнення твердих реагентів, площа поверхні стикання реагентів);

þ концентрації реагентів;

þ температури;

þ наявності каталізатора.

Ознака реакції ‑ утворення жовтуватої каламуті (нерозчинна сірка). Тіосульфатна кислота нестійка, тому її отримують взаємодією тіосульфату натрію з розбавленою сірчаною кислотою:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = H₂S₂O₃ + Na₂SO₄

H₂S₂O₃ = S↓ + H₂O + SO₂

Сумарна реакція: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = S↓ + SO₂ + H₂O + Na₂SO₄

Хід виконання досліду: у три стакани налити 0,1Н розчин тіосульфату натрію у таких співвідношеннях: у першу – 5мл тіосульфату натрію і 10мл води; у другу – 10мл тіосульфату натрію і 5 мл води; у третю – 15мл тіосульфату натрію.

У кожний стакан налити по 5мл 0,1М розчину сульфатної кислоти, відмічаючи час помутніння розчину за секундоміром. Кінцем реакції слід вважати однакову інтенсивність каламуті. Результати експерименту занести в таблицю.

№ досліду	Об’єм, мл	Час, с	Швидкість реакції , с-1
0,1Н Na2S2O3	Н2О	0,1М Н2SO4
1.
2.
3.		-

Зробити висновок. ________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Дослід №2. Залежність швидкості реакції від температури

Хід виконання досліду: у три великі пробірки налити по 5 мл 0,1Н розчину тіосульфату натрію. У першу пробірку добавити 5 мл 0,1М розчину сульфатної кислоти, струсити (температура кімнатна). Відмітити за секундоміром час до появи каламуті.

У другу пробірку налити 5 мл розчину тіосульфату натрію і 5 мл 0,1М розчину сульфатної кислоти. Нагріти пробірку на 10⁰ вище за кімнатну температуру. Відмітити час появи каламуті.

Дослід повторити, нагріваючи розчин на 10⁰С вище температури у другому випадку.

№ досліду	Об’єм, мл	Температура досліду, t0C	Швидкість реакції , с-1
0,1Н Na2S2O3	0,1М Н2SO4
1.
2.
3.

Зробити висновок. ________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Дослід №3. Залежність швидкості реакції від площі поверхні стикання реагентів

Теоретичні положення

Швидкість гетерогенних реакцій залежить від:

S концентрації рідкої або газоподібної речовини;

S величини поверхні S твердих реагентів (збільшення S↑ призводить до υ↑, досягається подрібненням);

S дифузії (надходження до поверхні твердого реагенту нових порцій реагуючих речовин) – прискорюють струшуванням і перемішуванням.

Проводяться за однакових умов дві однакові реакції взаємодії цинку з кислотою.

Хімічна сутність:

Zn + 2HCI → ZnCI₂ + H₂↑

Ознака реакції: розчинення гранули цинку і виділення бульбашок водню (об’єм водню вимірюється протягом реакції). Швидкість виділення водню при проходженні реакцій з кислотою гранули цинку і розплющеного цинку буде різною тому, що різний ступінь подрібнення реагенту.

Хід виконання досліду: Переглянути відеозапис експерименту. У дві пробірки покласти: в одну – 1-2гранули цинку, у другу – розплющений цинк. Добавити кислоту в обидві пробірки. У якій з пробірок швидше відбувається реакція? ______________________________________________________________________________

Зробити висновок. ________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Дослід №4. Вплив каталізатора на швидкість реакції

Теоретичні положення

Каталізатор – це речовина, що прискорює швидкість реакції, бере участь у її проміжних стадіях, але кількісно і якісно при цьому не змінюється.

Основна роль каталізатора – утворення з реагентом проміжних реакційно здатних сполук, які легко розкладаються на продукти реакції.

Каталізатор прискорює перебіг реакції:

Ø створюючи умови для нового шляху реакції (забезпечення енергією, необхідною для дисоціації реагенту, знижується Е_а – приклад: Н₂ + О₂ на поверхні Pt);

Ø сприяє упорядкуванню реагентів у активованому комплексі (збільшується ймовірність необхідної орієнтації реагентів для їхньої взаємодії – приклад: реакція водню з йодом).

Каталізатор бере хімічну участь у реакції: витрачається на одній стадії та регенерується на іншій.

Хід виконання досліду:

У пробірку налити розчин пероксиду водню, насипати на кінчику шпателя порошок оксиду мангану (ІV). Описати спостереження ______________________________________

______________________________________________________________________________

Як перевірити проходження реакції та утворення кисню? _______________________

______________________________________________________________________________

Яку роль відіграє оксид мангану (ІV)? _______________________________________

Зробити висновок. ________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Дослід 5. Вплив зміни концентрацій реагентів і продуктів на зміщення хімічної рівноваги

Теоретичні положення

Перехід системи від одного стану рівноваги до іншого – зміщення хімічної рівноваги.

Принцип Ле Шательє (1884): якщо на систему, що перебуває в стані рівноваги, впливати ззовні, то рівновага зміщується у бік тієї реакції, що послаблює цей вплив.