Kierunek i specjalizacja | Chemia medyczna |
---|---|
Rok studiów | I |
Semestr | I |
Data wykonania ćwiczenia | 20.11.2013 |
Sprawozdanie
Ćwiczenie 5.
Kinetyka reakcji chemicznych; równowaga chemiczna
Zależność szybkości reakcji od stężenia substancji reagujących
a) Wpływ stężenia jodanu(V) potasu na szybkość reakcji chemicznej (badanie kinetyki reakcji Landolta)
Lp. | Zawartość zlewki | 0,01M Na2SO3 | CKIO3 [mol/dm3] |
Czas [s] |
---|---|---|---|---|
0,02M KIO3 | woda | 0,5M H2SO4 | skrobia | |
1 | 5 cm3 | 30 cm3 | 1 cm3 | 0,5 cm3 |
2 | 10 cm3 | 25 cm3 | 1 cm3 | 0,5 cm3 |
3 | 15 cm3 | 20 cm3 | 1 cm3 | 0,5 cm3 |
4 | 20 cm3 | 15 cm3 | 1 cm3 | 0,5 cm3 |
5 | 25 cm3 | 10 cm3 | 1 cm3 | 0,5 cm3 |
W zlewkach o pojemności 50 cm3 przygotowano roztwory zawierające jodan(V) potasu, kwas siarkowy(VI) i skrobię w ilościach podanych w powyższej tabeli. Pipetą miarową odmierzono 5 cm3 siarczanu(IV) sodu, następnie wlano do mieszaniny w zlewce, szybko mieszając bagietką odmierzono czas aż do momentu pojawienia się granatowego zabarwienia. Czynność wykonano dla wszystkich podanych roztworów i zauważono, że szybkość reakcji rośnie wraz ze wzrostem stężenia substancji.
2 KIO3 + H2SO4 + 5 Na2SO3 → I2 + 5 Na2SO4 + K2SO4 + H2O
I + 5 e- →I /*2 S → S + 2e- /*5
Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych
Chlorku amonu z azotanem(III) sodu
Rozpuszczono 3 g NH4Cl i 4g NaNO2 w ciepłej wodzie. Następnie odmierzono po 3 cm3 każdego roztworu i przelano do probówki. W jednej probówce po zamknięciu i wstrząśnięciu wydzieliły się pęcherzyki powietrza. W drugiej probówce po podgrzaniu do 70 °C nastąpiło intensywne wydzielanie się pęcherzyków. Wraz ze wzrostem temperatury reakcja przebiega szybciej, o czym świadczy intensywność wydzielania się pęcherzyków gazu.
NH4Cl + NaNO2 → NaCl + NH4NO2
NH4NO2 → NH3↑+ HNO2
Wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznych
Kataliza heterogeniczna
Napełniono trzy probówki do $\frac{1}{4}$ ich objętości perhydrolem. Do pierwszej wrzucono grudkę braunsztynu, następnie włożono żarzące się łuczywko, które pod wpływem tlenu zapaliło się. Do drugiej probówki dodano węgiel aktywny, podobnie jak w probówce pierwszej wydzielił się tlen, a żarzące się łuczywko zapaliło się. W probówce trzeciej pozostał sam perhydrol, który nie podtrzymywał spalania żarzącego łuczywka. W procesie katalizy heterogenicznej następuje wydzielenie się dużej ilości tlenu, który podtrzymuje palenie. Braunsztyn i węgiel aktywny pełnią rolę katalizatora rozkładu nadtlenku wodoru.
H2O2 → 2 H2O + O2 ↑
Wpływ zmiany środowiska reakcji na jej stan równowagi
Do jednej probówki wlano K2CrO4 , a następnie dodano H2S04, nastąpiła zmiana barwy z żółtej na pomarańczową. Po dodaniu NaOH do probówki zawierającej K2Cr2O7 nastąpiła zmiana zabarwienie z pomarańczowej na żółtą. W roztworach wodnych dichromiany są trwałe tylko w środowisku kwasowym, po dodaniu zasady ich barwa zmienia się z pomarańczowej na żółtą w wyniku rozpadu jonów dichromianowych do chromianowych.
Cr2O72- + 2OH− → 2CrO42- + H2O
Natomiast gdy do żółtych chromianów doda się kwasu, roztwór zabarwia się na pomarańczowo w wyniku reakcji odwrotnej.
2CrO42− + 2H+ → Cr2O72− + H2O
pH umożliwia osiągnięcie stanu równowagi reakcji chemicznej. Dla pierwszego doświadczenia jest to środowisko zasadowe a dla drugiego kwasowe.
Reakcje z utworzeniem produktu łatwo lotnego
Rozpuszczono szczyptę NH4Cl w kilku cm3 wody. Do otrzymanego roztworu dodano 2M roztworu NaOH, a następnie ogrzano probówkę. Nastąpiło intensywne wydzielanie się gazu o charakterystycznym zapachu, którym był amoniak.
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O
Po rozpuszczeniu szczypty Na2CO3 w kilku cm3 wody, dodano 2M roztwór HCl. Zaobserwowano intensywne wydzielenie się gazu, którym był dwutlenek węgla.
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H20
Reakcja z utworzeniem produktu trudno rozpuszczalnego
Do 2 cm3 1M roztworu CrCl3 dodawano klika cm3 2M roztworu NH3, aż do wytrącenia się zielonego osadu wodorotlenku chromu(III).
CrCl3 + 3 NH3 H2O →Cr(OH)3↓ + 3 NH4Cl
Reakcja z utworzeniem produktu słabo zdysocjowanego
Do 2 cm3 0,1M roztworu CH3COONa dodano 2 krople błękitu bromotymolowego, brawa roztworu miła kolor niebieski wskazując ,że badany roztwór miał odczyn zasadowy . Następnie po stopniowym dodawaniu 0,1M roztworu HCl, roztwór zmienił barwę na zielono- żółtą, wykazując zmianę odczynu na kwasowy.
CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl