Określenie wpływu stężenia reagentów i temperatury na szybkość reakcji chemicznej

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Inżynierii Lądowej
S P R A W O Z D A N I E Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z PRZEDMIOTU: CHEMIA BUDOWLANA

Imię i Nazwisko: Kamil Łęczycki	Data wykonania ćwiczenia:	30.11.2012r.
	Nr ćwiczenia:	5.1
Rok studiów:	I	Temat ćwiczenia: Określenie wpływu stężenia reagentów i temperatury na szybkość reakcji chemicznej.
Semestr:	I
Grupa:	6
Zespół:	12
Data:	Ocena:

Uwagi przeprowadzającego ćwiczenie:

1. TEMAT ĆWICZENIA

Określenie wpływu stężenia reagentów i temperatury na szybkość reakcji chemicznej.

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest określenie wpływu stężenia tiosiarczanu sodu na szybkość reakcji z kwasem solnym, a także zbadanie wpływu temperatury na szybkość reakcji tiosiarczanu sodu z kwasem solnym.

1. PODSTAWY TEORETYCZNE ĆWICZENIA

Szybkość reakcji chemicznej ma duże znaczenie zarówno teoretyczne jak i praktyczne. Procesy chemiczne, z którymi spotykamy się w budownictwie są pod względem szybkości bardzo zróżnicowane.

Duży wpływ na szybkość reakcji ma temperatura oraz stężenie reagentów.

Szybkość reakcji w zależności od stężenia – szybkość zależy od liczby zderzeń skutecznych reagujących cząsteczek. W danej objętości liczba tych zderzeń jest proporcjonalna do stężenia substratów. Zależność tą można opisać równaniem kinetycznym

Gdzie:

c_A to stężenie substratu A,

c_B to stężenie substratu B,

k – stała szybkość reakcji,

n – rząd reakcji względem składnika A

m - rząd reakcji względem składnika B

Szybkość reakcji w zależności od temperatury – wzrost temperatury powoduje aktywacje większej ilości cząsteczek, a co za tym idzie wzrost liczby zderzeń skutecznych, przez energie aktywacji rozumiemy minimalną energie cząsteczki jaką musi ona posiadać aby zderzenie z innymi cząsteczkami było skuteczne. Im więcej zderzeń skutecznych tym szybciej zachodzi reakcja.

1. OPIS STANOWISKA

Ćwiczenie przeprowadza się na stole laboratoryjnym.

Sprzęt potrzebny do wykonania ćwiczenia:

• zlewki 50 cm³ (4 szt.)

• probówki (4 szt.),

• zlewka 500 cm³,

• sekundomierz,

- pipeta (10 cm³ )

• palnik z płytką porcelanową.

Stosowane odczynniki:

• woda destylowana,

• HCl (o stężeniu 2 mol/dm³),

• Na₂S₂O₃

1. PRZEBIEG WYKONYWANYCH CZYNNOŚCI

1. Do czterech zlewek wlewamy po 50 cm³ wody destylowanej i po 2 cm³ HCl.

2. Do zlewki nr 1 dodajemy 2 cm³ tiosiarczanu sodu i mierzymy sekundomierzem czas od momentu dodania odczynnika do chwili pojawienia się zmętnienia roztworu.

3. Do zlewki nr 2, 3 i 4 dolewamy odpowiednio 4 cm³, 6 cm³ i 10 cm³ roztworu tiosiarczanu, odmierzając każdorazowo czas jak poprzednio.

ZLEWKA	ILOŚĆ Na2S2O3 (cm^3)	CZAS DO ZMĘTNIENIA
1 2 3 4	2 4 6 10	3:45 min 2:30 min 1:20 min 0:50 min

C₁ = 2/54 x 0,25 = 0,0093 mol/dm³

C₂ = 4/56 x 0,25 = 0,0179 mol/dm³

C₃ = 6/58 x 0,25 = 0,0257 mol/dm³

C₄ = 10/62 x 0,25 = 0,0403 mol/dm³

V₁` = 1

V₂` = V₂/V₁ = t_z1/t_z2 = 225/165 = 1,36

V₃` = 2,81

V₄` = 4,5

Nr próby	Objętość Na2S2O3 (m^3)	Całkowita objętość układu (cm^3)	Stężenie Na2S2O3 w roztworze reagującym (mol/dm^3)	Czas do zmętnienia (s)	Względna szybkość reakcji
1 2 3 4	2 4 6 10	51 56 58 60	0,0093 0,0179 0,0257 0,0403	225 165 80 50	1,00 1,36 2,81 4,50

1. W 4 probówkach umieszczamy po 4 cm³ tiosiarczanu sodu.

2. W następnych 4 probówkach umieszczamy po 4 cm³ HCl.

3. Probówki 1 i 1a umieszczamy w zlewce z wodą o temperaturze pokojowej. Po 5 minutach umieszczamy roztwory i mierzymy czas do momentu zmętnienia.

4. Probówki 2 i 2a umieszczamy w zlewce z wodą o temperaturze wyższej o 10K. Po 5 min umieszczamy roztwory i mierzymy czas do momentu zmętnienia.

5. Wykonujemy podobne czynności jak w 7. z 3 i 3a oraz 4 i 4a.

Nr próby	Temperatura (K)	Czas do powstania zmętnienia	Względa szybkość reakcji
1-1a 2-2a 3-3a 4-4a	297 307 317 327	15 13 8 5	1,00 1,15 1,88 3,00

Bibliografia

1. Praca zbiorowa pod redakcją Lecha Czarneckiego „ Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej” Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2007

2. L. Czarnecki, T.Broniewski, O.Henning. „Chemia w Budownictwie”. Wydawnictwo ARKADY. Warszawa 1994

Załącznik:

• Konspekt z przeprowadzonych doświadczeń w laboratorium