1. Влияние концентрации на скорость реакции тиосульфата натрия с серной кислотой . В три пробирки налейте 0,1 н. раствор тиосульфата натрия: в первую – 5 мл, во вторую – 10 мл и третью – 15 мл. После этого в первую пробирку добавьте 10 мл, а во вторую – 5 мл дистиллированной воды. Затем в три другие пробирки налейте по 5 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Слейте попарно приготовленные растворы, в результате чего произойдет реакция
Na 2 S 2 O 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +H 2 O+S
С помощью секундомера отметьте, через какое время появляется сера в каждой пробирке. Результаты запишите в следующую таблицу:
Таблица 9.1
Какой вывод можно сделать из полученных данных?
2. Зависимость скорости реакции от температуры . Влияние температуры на скорость реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой. Приготовьте шесть одинаковых стаканов. В три стакана налейте по 15 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, а в другие три стакана – по 15 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Нагрейте на водяной бане одну пару стаканов с растворами тиосульфата натрия и серной кислоты до температуры на 10°С выше, а другую пару стаканов на 20°С выше комнатной в течение 15–20 мин, контролируя температуру воды термометром. Пока растворы нагреваются, слейте оставшиеся растворы тиосульфата натрия и серной кислоты при комнатной температуре. Отметьте время появления серы в стаканах. То же проделайте и с подогретыми растворами. Полученные данные запишите в таблицу:
Таблица 9.2
Какие выводы можно сделать относительно влияния температуры на скорость реакции из полученных результатов?
3. Изучение скорости реакции разложения перекиси водорода . Перекись водорода самопроизвольно медленно разлагается в соответствии с уравнением: Н 2 О 2 =Н 2 О+1/2О 2 . Скорость этого процесса можно увеличить введением катализатора и оценивать количеством выделенного кислорода за определенный промежуток времени. Опыт проводится в приборе, изображенном на рис. 2. Налейте через воронку в бюретку воды приблизительно до нулевого деления, плотно закройте отверстие бюретки пробкой со стеклянной трубкой. В одно колено сосуда Ландольта налейте с помощью воронки 1 мл раствора хлорида железа III – катализатор. В другое колено с помощью воронки налейте перекись водорода заданной преподавателем концентрации. Затем соедините сосуд Ландольта с бюреткой при помощи пробки с газоотводной трубкой. Проверьте герметичность прибора. Поместите сосуд Ландольта в термостат с заданной температурой и выдержите 10–15 мин. Установите одинаковый уровень воды в уравнительной воронке и бюретке, запишите величину уровня. Наклоняя сосуд Ландольта, приведите перекись водорода в контакт с катализатором. Через каждые 1–2 мин в течении 30 мин измеряйте объем выделенного кислорода V τ . Результаты измерений запишите в табл. 9.3.
Таблица 9.3
После полного разложения перекиси водорода сосуд Ландольта охладите до начальной температуры термостата, и вновь измерьте объем полностью выделенного кислорода V ∞ . По данным табл. 9.3 и по формуле
произведите расчет константы скорости реакции. Построить график зависимости:
Определите по тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс константу скорости реакции и сравните со среднеарифметическим значением (9.17). Целесообразно проводить опыты при двух температурах: 15–25°С и 30–40°С.
По значениям константы скорости реакции для двух температур по формуле:
где R=8,314 Дж/моль∙К, рассчитайте энергию активации реакции разложения перекиси водорода.
4. Влияние концентрации реагентов на химическое равновесие . При взаимодействии раствора хлорида железа (III) с роданидом калия образуются растворимые вещества и изменяется окраска растворов. Реакция обратимая:
FeCl 3 +3KCNS Fe(CNS) 3 +3KCl
Записать в таблице цвета растворов всех веществ системы:
Таблица 9.4.
Смешать в пробирке по 5 мл растворов хлорида железа (III) и роданида калия. Отметить окраску полученного раствора. Указать вещество, сообщившее окраску системе. Разлить полученный раствор в четыре пробирки по возможности равными частями. В первую пробирку добавить немного концентрированного раствора хлорного железа, во вторую – раствора роданида калия, в третью – немного кристаллического хлорида калия. Четвертую пробирку оставить для сравнения. Сравнить окраску растворов в пробирках и укажите, в каком направлении сместилось равновесие при добавлении FeCl 3 , KSCN и KCl. Составить уравнение для константы равновесия изученной реакции.
5. Влияние изменения температуры на химическое равновесие . При действии иода на крахмал образуется непрочное соединение сложного состава, окрашенное в синий цвет. Равновесие системы можно условно изобразить следующим уравнением:
Крахмал + иод иодокрахмальный комплекс
Налить в пробирку 2-3 мл раствора крахмала и добавить несколько капель иодной воды до появления синей окраски раствора. Нагреть пробирку до посветления раствора, а затем охладить до возвращения синей окраски. Определить какая реакция (прямая или обратная) является экзотермической, какая эндотермической. Объяснить изменение цвета при нагревании и охлаждении.
Задача 866.
Написать уравнение реакции получения тиосульфата натрия. Какова степень окисленности серы в этом соединении? Окислительные или восстановительные свойства проявляет тиосульфат-ион? Привести примеры реакций.
Решение:
Уравнения реакций получения тиосульфата натрия:
а) Водный раствор сульфита натрия кипятят в присутствии серы, а затем охлаждают, выделяется кристаллогидрат тиосульфата натрия
:
Na 2 SO 3 + S + 5H 2 O ↔ Na 2 S 2 O 3 . 5H 2 O.
Водный раствор сульфита натрия кипятят в присутствии серы, а затем охлаждают, выделяется кристаллогидрат тиосульфата натрия.
б) Окисление полисульфидов кислородом воздуха:
2Na 2 S 5 + 3O 2 ↔ 2Na 2 S 2 O 3 +6S.
в) Получение тиосульфата натрия путём взаимодействия серы со щёлочью. Реакция протекает с одновременным окислением и восстановлением серы:
4S + 6NaOH ↔ Na 2 S 2 O 3 + 2Na 2 S +3H 2 O.
г) Непосредственное взаимодействие сернистого ангидрида с сероводородом в щелочной среде. Для этого смесь обеих газов пропускают при сильном размешивании в раствор едкого натра до его нейтрализации, то образуется тиосульфат натрия:
4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH ↔ 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2
Атомы серы, входящие в состав тиосульфатов имеют различную степень окисленности; у одного атома степень окисленности равна +4, у другого 0.Тиосульфат-ион S 2 O 3 2- проявляет свойства восстановителя. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до сульфат-иона SO 4 2- , например:
Взаимодействие тиосульфата натрия
с хлором (при его избытке):
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ↔ 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl
Ионно-молекулярное уравнение:
S2O 3 2- + 4Cl 2 0 + 5H 2 O ↔ 2SO 4 2- + 8Cl - + 10H +
Молекулярная форма:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ↔ 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl l
В данной реакции тиосульфат натрия выступает в роли восстановителя, увеличивая степень окисления одного атома серы от 0 до +4, другого – от +4 до +6.
Под действием слабого окислителя тиосульфат натрия окисляется до соли тетратионовой кислоты
H 2 S 4 O 6 .
Взаимодействие тиосульфата натрия с йодом:
2 Na 2 S 2 O 3 + I 2 ↔ Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
Уравнения ионно-молекулярного баланса:
Ионно-молекулярное уравнение:
2S 2 O 3 2- + I 2 0 ↔ S 4 O 6 2- + 2I -
Молекулярная форма:
2Na 2 S 2 O 3 + I 2 ↔ Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
В данной реакции тиосульфат натрия выступает в роли восстановителя, увеличивая степень окисления одного атома серы от 0 до +4. При нагревании свыше 200 0С тиосульфат натрия распадается по схеме:
4Na 2 S 2 O 3Na 2 SO 4 + Na 2 S + 4S↓
При этом протекает реакция самоокисления-восстановления.
Реакции серной кислоты
Задача 867.
Составить уравнения реакций: а) концентрированной Н 2 SO 4 с магнием и с серебром; б) разбавленной Н 2 SO 4 с железом.
Решение:
а) 4Mg + 5Н
2 SO
4 (конц.) → 4MgSO 4 + H 2 S) + 4H 2 O;
б) 2Ag + 2Н
2 SO
(конц.) → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
в) Fe + Н
2 SO
4 (разб.) → FeSO 4 + H 2 .
Задача 868.
Сколько граммов серной кислоты необходимо для растворения 50 г ртути? Сколько из них пойдет на окисление ртути? Можно ли для растворения ртути взять разбавленную серную кислоту?
Решение:
Уравнение реакции:
Уравнения ионно-молекулярного баланса:
Ионно-молекулярное уравнение:
Hg + SO 4 2- + 4H + ↔ Hg 2+ + SO 2 + 2H 2 O
Из уравнений окисления-восстановления следует, что на окисление 1 моль Hg затрачивается 1 моль H2SO4, следовательно,
200,5: 98 = 50: х ; х = (98 . 50)/200,5 = 24,44 г.
Находим массу H2SO4 из пропорции:
200,5: (2 . 98) = 50: х ; х = (2 . 98 . 50)/200,5 = 48,88 г.
Ответ: 48,88 г; 24,44 г. Ртуть стоит в ряду напряжений после водорода – поэтому разбавленная серная кислота не действует на ртуть. Следовательно, для растворения ртути нужно взять концентрированную серную кислоту.
Задача 869.
Одинаковое ли количество серной кислоты потребуется для растворения 40 г никеля, если в одном случае взять концентрированную кислоту, а в другом разбавленную? Какая масса серной кислоты пойдет на окисление никеля в каждом случае?
Решение:
Уравнения реакций:
а) Ni + 2H 2 SO 4 (конц.) → NiSO4 + SO2 + 2H2O;
б) Ni + H 2 SO 4 (разб.) → NiSO4 + Н2.
Рассчитаем массу концентрированной серной кислоты идущую на окисление 40 г никеля из пропорции:
58,7: (2 . 98) = 40: х ; х = (2 . 98 . 40)/58,7 = 133,56, г.
Теперь рассчитаем массу разбавленной серной кислоты идущую на окисление 40 г никеля из пропорции:
58,7: 98 = 40: х ; х = (98 . 40)/58,7 = 66,78 г.
Ответ : 133,56 г; 66,78 г. На окисление никеля расходуется одинаковое количество серной кислоты.
Описание продукта
Гипосульфит натрия внешне выгледит в виде бесцветных кристаллов, которые хорошо растворяются в воде. Он широко применяется в промышленности и медицине. Считается сильным восстановителем.
Гипосульфиты (тиосульфаты) неустойчивы, поэтому в природе не встречаются.
Химическая формула
: Na2S2O3 или Na2SO3S
Синонимы
: тиосульфа́т на́трия, антихлор, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый.
Применение гипосульфата (тиосульфата) натрия.
Его применяют, чтобы удалить следы хлора после отбеливания тканей, для быстрого извлечения серебра из руд, фиксажа в фотографии, в качестве реактива в иодометрии, противоядия при отравлениях токсичной ртутью, а также другими тяжёлыми металлами, цианидами.
В годы первой мировой войны гипосульфитом пропитывали марлевые повязки и фильтры противогазов для защиты органов дыхания от ядовитого хлора. Его же используют в качестве реактива в аналитической и органической химии, им нейтрализуют сильные кислоты, обезвреживают тяжелые металлы и их токсические соединения. Реакции взаимодействия тиосульфата с различными веществами являются основой йодометрии и бромометрии.
В медицине гипосульфит натрия используется для дезинфекции кишечника, лечения чесотки, в качестве противовоспалительного и противоожогового средства. Также используется как оптимальная среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания.
В пищевой промышленности гипосульфит натрия зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539. Особенно часто его применяют в пекарском производстве. Гипосульфит натрия делает тесто более пластичным, а хлеб становится более рыхлым и объемным. На поверхности изделия не формируются трещины, а выпечка приобретает более привлекательный внешний вид. Количество ввода в состав зависит от вида хлеба и составляет от 0,001 до 0,002 процента от общего веса муки.
В фотографии
использование гипосульфита (тиосульфата) натрия в качестве фиксажа основана на способности тиосульфат-иона переводить нерастворимые в воде светочувствительные ионы серебра в растворимые несветочувствительные комплексы.
Фиксажи условно делятся на нейтральные, кислые, дубящие и быстрые.
Нейтральный фиксаж представляет собой раствор тиосульфата натрия в воде. Для упрочнения эмульсионного слоя фотографии используют дубящие фиксажи.
В качестве дубящих
веществ в разных рецептурах могут использоваться тетраборат натрия, борная кислота, хромокалиевые или алюмокалиевые квасцы и формалин.
В кожевенном производстве свойство дубящих фиксажей с успехом применяют при выделке кожевенно-мехового полуфабриката на этапе дубления. Такое дубление называют серным. Гипосульфит под воздействием добавляемой в состав раствора кислоты выделяет серу, которая обволакивает коллагеновую структуру волокон в толще шкуры. В результате мездра получается мягкой и пластичной. Шкуры выдубленные с помощью гиросульфта (тиосульфата) натрия, не уступают по качеству изделиям, выделанным алюминием или хромом.
В текстильной промышленности гипосульфит применяют для удаления следов хлора после отбеливания тканей.
Технические характеристики
| Массовая доля, % |
Гипосульфит натрия (фото) |
Гипосульфит натрия (технический) |
|---|---|---|
| Тиосульфата натрия (Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O), мин. | 99,0 | 98,5 |
| нерастворимых в воде веществ, макс. | 0,01 | 0,03 |
| железа (Fe), макс. | 0,001 | 0,002 |
| сернистого натрия (Na 2 S), макс. | 0,001 | 0,001 |
| кальция, магния и веществ, нерастворимых в аммониевых растворах, макс. | 0,02 | не норм. |
| тяжелых металлов (Pb), макс. | 0,001 | не норм. |
| pH водного раствора при 20 о С, макс. | 6,5-9,5 | не норм. |
| внешний вид водного раствора | бесцветный, прозрачный. | не норм. |
Где купить гипосульфит (тиосульфат) натрия?
Гипосульфит натрия (тиосульфат натрия) в фасовках 100г., 250г., 500г., 1кг. продается в Новосибирске в интернет магазине "Для дела". В рабочие часы забрать его можно самовывозом или воспользоваться услугами курьера. Для покупателей из других регионов эта продукция отправляется Почтой РФ или транспортными компаниями.
Тиосульфа́т на́трия (антихлор , гипосульфит , сульфидотриоксосульфат натрия ) - Na 2 S 2 O 3 или Na 2 SO 3 S, соль натрия и тиосерной кислоты. В обычных условиях существует в виде пентагидрата Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O.
Бесцветные моноклинные кристаллы.
Молярная масса 248,17 г/моль.
Растворим в воде (41,2% при 20 о С, 69,86% при 80 о С).
При 48,5 °C плавится в своей кристаллизационной воде, обезвоживается около 100 о С.
При нагревании до 220 °C распадается по схеме:
4Na 2 S 2 O 3 →(t) 3Na 2 SO 4 + Na 2 S 5
Na 2 S 5 →(t) Na 2 S + 4S
Тиосульфат натрия сильный восстановитель:
Сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатовили серной кислоты:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O → 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl.
Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:
2Na 2 S 2 O 3 + I 2 → 2NaI + Na 2 S 4 O 6 .
Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.
Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается:
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3
H 2 S 2 O 3 → H 2 SO 3 + S
Расплавленный тиосульфат натрия очень склонен к переохлаждению.
Получение.
окислением полисульфидов Na;
кипячение избытка серы с Na 2 SO 3:
S + Na 2 SO 3 →(t) Na 2 S 2 O 3 ;
взаимодействием H 2 S и SO 2 с NaOHпобочный продукт в производстве NaHSO 3 , сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S:
4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH → 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2 O;
кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:
3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
затем по приведённой выше реакции сульфит натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.
Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO 2 .
чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серыс нитритом натрияв формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:
2NaNO 2 + 2S → Na 2 S 2 O 3 + N 2 O
Качественный анализ.
Аналитические реакции на катион натрия.
1. Реакция с ацетатом диоксоуран(VI)цинка Zn(UO 2 ) 3 (CH 3 COO) 8 c образованием жёлтого кристаллического осадка (фармакопейная реакция - ГФ) или жёлтых кристаллов тетра- и октаэдрической формы, нерастворимых в уксусной кислоте (МКС). Для повышения чувствительности реакции следует нагреть исследуемую смесь на предметном стекле.
NaCl + Zn(UO 2) 3 (CH 3 COO) 8 + CH 3 COOН + 9 H 2 O
NaZn(UO 2) 3 (CH 3 COO) 9 · 9 H 2 O + HCl
Мешающие ионы: избыток ионов K + , катионы тяжёлых металлов (Hg 2 2+ , Hg 2+ , Sn 2+ , Sb 3+ , Bi 3+ , Fe 3+ и др.). Реакция используется как дробная после удаления мешающих катионов.
2. Окрашивание бесцветного пламени горелки в жёлтый цвет (ГФ).
3. Реакция с пикриновой кислотой с образованием кристаллов пикрата натрия жёлтого цвета игольчатой формы, исходящих из одной точки (МКС).
Error: Reference source not found
Реакция используется как дробная только в отсутствие мешающих ионов (K + , NH 4 + , Ag +).
4. Реакция с гексагидроксостибатом(V) калия K с образованием белого кристаллического осадка, растворимого в щелочах.
NaCl
+ K
Na
+ KCl
Условия проведения реакции: а) достаточная концентрация Na + ; б) нейтральная реакция раствора; в) проведение реакции на холоду; г) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки. Мешающие ионы: NH 4 + , Mg 2+ и др.
В кислой среде реагент разрушается с образованием белого аморфного осадка метасурьмяной кислоты HSbO 3 .
K
+ HCl
KCl + H 3 SbO 4
+
2 H 2 O
H 3 SbO 4
HSbO 3
+ H 2 O
Девиз урока:
“Просто знать – еще не все, знания нужно использовать”.
Цели урока:
Образовательные:
- расширить представления учащихся о скорости химических реакций;
- уяснить сущность закона действующих масс (ЗДМ);
- познакомить учащихся с новыми понятиями (гомогенные и гетерогенные реакции);
- экспериментально исследовать зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.
Развивающие:
- продолжить формирование экспериментальных навыков учащихся;
- развивать умение работать в группах и индивидуально;
- продолжить формирование химического мышления, развития речи, памяти, познавательного интереса к предмету, самостоятельности, умения делать выводы.
Воспитательные:
- воспитывать умение работать в паре, коммуникативные умения.
Оборудование:
- Для учителя : фарфоровая чаша, фарфоровый пестик, компьютер, видеопроектор.
- На рабочем столе ученика : четыре пробирки, подставка для пробирок, часы с секундной стрелкой, черная бумага.
Реактивы: Тиосульфат натрия, серная кислота, вода, алюминий, йод.
Ход урока
1. Вводная часть: сообщение темы урока, настрой учащихся на урок.
Учитель. Кинетика – раздел химии, включающий изучение таких тем, как обратимость химических реакций, тепловой эффект реакций, скорость химических реакций, химическое равновесие. Мы начинаем с темы, название которой вам нужно угадать (тема на доске закрыта; показываю опыт, демонстрирующий зависимость скорости реакции взаимодействия алюминия и кристаллического йода от катализатора).
Вопрос классу. Почему мы начинаем изучение химической кинетики с этой темы?
Тема скорости химических реакций актуальна, так как вокруг нас постоянно происходят разные процессы и скорость их различна. Эти процессы важны и происходят во всех уголках природы, жизнедеятельности людей. (Рисунок 1). Обсуждение среди ребят - сравнение скоростей предложенных реакций. Класс приходит к выводу : все процессы идут с различной скоростью.
Вопросы классу:
1. Что такое скорость реакции? Какая из приведенных формул соответствует скорости химической реакции?
2. В каких единицах измеряют скорость химических реакций?
Важно не только знать скорость химической реакции, но и научиться ею управлять. Зачем? Чтобы ускорить нужную реакцию и замедлить нежелательную. Как сказал Гете: “Просто знать – еще не все, знания нужно использовать”. Посмотрим на экран: на рисунке показана зависимость скорости реакций от определенных внешних факторов (Рисунок 2).
3. Какие факторы влияют на скорость химических реакций?
Ребята называют температуру, катализатор, природу веществ, площадь соприкосновения реагирующих веществ, приводят примеры, в которых наблюдается влияние перечисленных факторов.
2. Основная часть.
Учитель . А какого фактора здесь нет, но влияющего на скорость химических реакций?
Это концентрация реагирующих веществ, она увеличивает скорость реакций в жидкой и газообразной среде. Поэтому на этом уроке экспериментально исследуем влияние концентрации веществ на скорость химических процессов. В 9 классе это был опыт взаимодействия цинка с разбавленной и концентрированной соляной кислотой, а в 10-м классе мы используем реакцию взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой.
Немного о тиосульфате натрия: химическая формула – Na 2 S 2 O 3 , широко используется в медицине. В фотоделе он известен под названием фиксажной соли. С его помощью с пластинок, бумаги или пленки удаляют неразложившийся бромид серебра. Этот процесс основан на способности тиосульфата натрия образовывать с бромидом серебра соединение, растворимое в воде. Обработанные им пленки и тщательно промытые водой, становятся нечувствительными к дальнейшему действию света.
Смысл химической реакции, лежащей в основе эксперимента: при взаимодействии тиосульфата натрия с серной кислотой наблюдается помутнение - появление чистой серы (признак химической реакции). Эта реакция идет в две стадии.
I стадия: Na 2 S 2 O 3 + Н 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3 (тиосерная кислота)
II стадия: H 2 S 2 O 3 = H 2 SO 3 + S v
Сера – нерастворимое в воде вещество, вот почему выпадает осадок. Прежде, чем приступить к эксперименту, посмотрим на таблицу, которая лежит у вас на столах – инструкция проведения эксперимента (Рисунок 3). В ней указана концентрация тиосульфата натрия в каплях (условная концентрация). Изменять ее будем при помощи воды. Концентрация серной кислоты остается без изменений – 1 капля. В соседней графе карандашом запишите время проведения реакции. Что считать временем начала реакции? Момент сливания растворов тиосульфата натрия, воды и серной кислоты считаем нулевым, далее вы отсчитываете время до появления помутнения. Чтобы лучше увидеть образование серы в реакции, используйте черную бумагу.
Проделаем предварительный опыт взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой и отметим время прохождения реакции (секундная стрелка).
После эксперимента строим график зависимости времени прохождения реакции от концентрации тиосульфата натрия (Рисунок 4) . График строим на полстраницы. Концентрацию откладываем в каплях, время – в секундах. На работу отводится 10 минут. Приступайте.
Посмотрим на результаты эксперимента. На доске ученик заносит свои данные в заранее подготовленную таблицу. Сравниваю с моими данными (опыт провожу накануне). Отмечаю, кто более точно из пар провел эксперимент. Затем ученик рисует график зависимости времени прохождения реакции от концентрации тиосульфата натрия. Класс делает вывод :
скорость химической реакции зависит от концентрации. Чем она больше, тем выше скорость реакции.
Вопросы классу:
1.Почему скорость химической реакции увеличивается, ведь с увеличением концентрации время прохождения реакции уменьшается? (ответ – обратнопропорциональная зависимость скорости и времени - смотри формулу).
2. Как выглядит график зависимости скорости реакции от времени? Ребята строят график (Рисунок 5). Почему?
Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ выражается законом действующих масс (ЗДМ), открытом в XIX веке. Например, для условной реакции
скорость химической реакции равна произведению константы скорости химической реакции k на молярные концентрации реагирующих веществ, возведенных в степень их стехиометрических коэффициентов, если необходимо: ? = k С А С В 2
где С А и С В – молярная концентрация веществ А и В, моль/л.
Физический смыл k : при С А = С В = 1моль/л, то k = v .
Но здесь важно учитывать, в какой среде протекает реакция: в гомогенной или гетерогенной. По ЗДМ в выражение для скорости реакции записывают концентрации веществ в растворенном и газообразном состоянии. Если вещество в твердом состоянии, то его концентрацией пренебрегают (два ученика выходят к доске записать выражение для скорости реакции в гомогенной и гетерогенной среде):
| 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 | C + O 2 = CO 2 |
| v = k С O2 С 2 SO2 | v = k С O2 |
То есть, ЗДМ справедлив для гомогенных реакций. А как выглядит выражение для скорости химической реакции для гомогенной и гетерогенной реакции?
Для гомогенной реакции:
Для гетерогенной реакции:
Контроль. Для закрепления темы учащиеся отвечают на вопросы теста (Рисунок 6).
Затем все ответы учащиеся сверяют с экраном, где спроецированы ответы для проверки (Рисунок 7).
Итог урока: углубили знания по теме скорость химических реакций, экспериментально исследовали влияние концентрации веществ на скорость реакции. Я думаю, что вы приобрели новые знания, умения, которые пригодятся вам в будущем. И, наконец, маленькое пожелание на химическом языке.
IV. Рефлексия.
Желаю вам не громкими словами,
Чтоб не взрывались, словно водород, при неудачах
Что за вами следом,
И не были инертны, как неон, в пути,
Что вам пока еще невидан.Вы будьте терпеливы, как судьба,
Не окисляйтесь, словно группа щелочных металлов,
Трудолюбивыми всегда
На долгие и долгие года.Пусть будет меньше ингибиторов,
Как бремя, тормозящих путь подчас.
Пусть будет больше индивидуумов,
Талантливых и творческих из вас.Активны будьте в жизни нашей бешеной,
Словно свободный радикал.
Катализаторами вам в пути обещаны
Любовь, терпение и доброта.
