Естествознание
10 класс

§ 63. Скорости химических реакций

Без открытия точных законов протекания
реакций нельзя ждать дальнейших успехов
в теории нашей науки.
Д И. Менделеев

Химические реакции происходят мгновенно или же с определенной скоростью? Является ли скорость химической реакции некой постоянной величиной, или же она зависит от природы реагирующих веществ? Зависит ли скорость химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Определяют ли скорость химической реакции какие-либо другие факторы (к примеру, температура)? Может ли добавление в реакционную смесь какого-либо вещества, не расходующегося в процессе реакции, повлиять на ее скорость?

Урок-практикум

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Установить факторы, от которых зависит скорость химических реакций.

ПЛАН РАБОТЫ. Проведение опытов, указанных в заданиях, и формулировка выводов, следующих из данных опытов.

Если проведение ряда опытов в виде лабораторного или демонстрационного эксперимента окажется невозможным из-за отсутствия необходимых реактивов, можно воспользоваться мультимедийной демонстрацией.

Начнем с поиска ответов на первые два проблемных вопроса. Для этого проведем следующие опыты.

1. Проведение опыта по изучению взаимодействия сернистой и йодноватой кислот (реакция Ландольта).

ПОДСКАЗКА

HIO3 + ЗН22 = ЗН2SO4 + НI (1)

5НI + НIO3 = 3I2 + ЗН2O (2)

I2 + Н2SO3 + Н2О = Н2SO4 + 2НI (3)

Реактивы и оборудование. Растворы: HIO3 (5 г HIO3 на 500 мл воды); Н2SO3 (12 мл насыщенного раствора Н2SO3 на 500 мл воды); свежеприготовленный крахмал.

Стакан (500—600 мл); два стакана (по 200—250 мл); две пипетки (по 25 мл); цилиндр (100 мл); метроном.

Выполнение опыта. На лист белой бумаги поставить большой стакан В один из двух меньших стаканов налить 100мл воды, точно отмерив объем с помощью мерного цилиндра. Во второй стакан поместить 90 мл воды и 10 мл крахмала. После этого, тщательно отмерив пипеткой 25 мл раствора HIO3 вылить его в первый стакан. С помощью другой пипетки набрать 25 мл раствора Н2SO3 и вылить его во второй стакан. Включить метроном. Взяв в руки оба стакана, быстро вылить их содержимое в большой стакан и начать отсчет ударов метронома. Через 10—15 ударов раствор становится синим.

Вы убедились, что иод, наличие которого устанавливается по синему окрашиванию прибавленного к смеси крахмала, появляется в растворе не сразу, а только после окисления всей сернистой кислоты. Какой вывод отсюда следует? Какая, по вашему мнению, реакция из приведенных выше идет быстрее других?

2. Проведение опыта по исследованию взаимодействия соли надсерной кислоты с иодидом калия.

ПОДСКАЗКА. Чтобы ответить на третий проблемный вопрос, проведем следующую реакцию:

К2S2О8 + 2КI = 2К2SO4 + I2

Реактивы и оборудование. Раствор А: 16,6 г иодида калия и 0,02—0,03 г Nа2S2O3 растворить в 500 мл воды и прибавить затем несколько миллилитров свежеприготовленного раствора крахмала. Раствор Б: 0,025 М раствор соли надсерной кислоты. Стаканы (3 шт.); измерительные цилиндры (2 шт.); метроном.

Выполнение опыта. На лист белой бумаги поместить три стакана. В отдельные цилиндры отмерить 150 мл раствора А и 150 мл раствора Б. Включить метроном. Слить содержимое цилиндров в первый стакан. Отсчитать удары метронома до появления синей окраски.

Затем во второй стакан слить таким же образом 150 мл раствора А и смесь, состоящую из 100 мл раствора Б и 50 мл воды. Включить метроном и отсчитать число ударов до появления синей окраски. В третий стакан слить 150 мл раствора А и смесь, состоящую из 50 мл раствора Б и 100 мл воды. Так же как и в предыдущем случае, включить метроном и отсчитать число ударов до появления синей окраски раствора. Сделайте вывод из проведенного эксперимента.

3. Проведение опыта по исследованию окисления иодида калия азотной кислотой.

ПОДСКАЗКА. Теперь выясним, влияет ли и каким образом температура на скорость химических реакций. Для ответа на этот вопрос проведем следующую реакцию:

6КI + 8НNO3 = 6КNO3 + 3I2 + 2IМО + 4Н2О

Реактивы и оборудование. Растворы: КI (8—9 г соли на 100 мл воды), НNO3(1 : 2). Два стакана (400—500 мл); белый экран.

Выполнение опыта. В стаканы налить одинаковые количества (примерно по 100 мл) азотной кислоты. Один раствор оставить при комнатной температуре, другой нагреть примерно до 80—90 °С. Затем поставить стаканы рядом на фоне белого экрана и в каждый стакан прибавить по 40 мл раствора КI. В одном стакане раствор приобретает желтую окраску. В другом стакане идет бурная реакция, он заполняется фиолетовыми парами.

Сделайте вывод о скорости протекания реакции.

Проведение опыта по исследованию каталитического окисления аммиака на поверхности оксида хрома.

4. Вам осталось ответить на последний вопрос, для этого обратимся к реакции окисления аммиака.

ПОДСКАЗКА. Реактивы и оборудование. Раствор МН3 (конц), Сг2O3 (в виде порошка). Большая колба (около 3 л); железная ложечка.

Выполнение опыта. В колбу влить 10—15 мл концентрированного раствора аммиака. Этим раствором тщательно омыть стенки колбы и затем вылить раствор. Оксид хрома положить на железную ложечку и сильно прокалить, а затем небольшими порциями сбрасывать в колбу. Каждая порция оксида дает красивый сноп искр. (Опыт проводить под тягой!)

Сделайте выводы из проведенного опыта.

Литература для дополнительного чтения

  • Леенсон И. А. Почему и как идут химические реакции / И. А. Леенсон. — М., 1994

Рейтинг@Mail.ru