WPŁYW STĘŻENIA SUBSTRATÓW NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJ

ĆW.12.

Cel ćwiczenia

Szybkość reakcji chemicznej jest proporcjonalna do stężenia substratów i współczynnika proporcjonalności k, zwanego stałą szybkości reakcji. Dla reakcji przedstawionej równaniem: aA + bB → cC + dD

szybkość reakcji v równa jest:
, gdzie x, y nie są współczynnikami stechiometrycznymi reakcji. Celem ćwiczenia jest stwierdzenie, że szybkość reakcji wzrasta ze wzrostem stężenia substratów, a drogą do tego jest określenie, czy szybkość początkowa reakcji zależy od początkowego stężenia jednego z substratów. W tym przypadku będzie to wpływ stężenia tiosiarczanu(VI) sodu na szybkość reakcji przedstawionych równaniami:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ ↔ Na₂SO₄ + H₂S₂O₃

H₂S₂O₃ ↔ H₂O + SO₂ + S

Odczynniki:

► 0,5 M tiosiarczan(VI) sodu, Na₂S₂O₃

► 1,0 M kwas siarkowy(VI), H₂SO₄

Sprzęt laboratoryjny:

► probówki z podziałką

► termometr

► stoper

Wykonanie ćwiczenia:

Ćwiczenie obejmuje trzy pomiary wykonane w temperaturze pokojowej przy różnych stężeniach początkowych substratu (Na₂S₂O₃).

• Dodaj do pierwszej probówki 9 cm³ 0,5 M roztworu tiosiarczanu(VI) sodu, Na₂S₂O₃, a do drugiej 2 cm³ 1 M roztworu kwasu siarkowego(VI), H₂SO₄. Następnie zmieszaj ze sobą roztwory, wlewając szybkim ruchem roztwór kwasu do roztworu tiosiarczanu(VI) sodu.

• Zmierz stoperem czas od chwili zmieszania roztworów do chwili wystąpienia zmętnienia pochodzącego od wydzielającej się siarki.

• W celu wykonania drugiego pomiaru do jednej probówki należy odmierzyć 6 cm³ 0,5 M roztworu tiosiarczanu(VI) sodu i dodać 3 cm³ wody destylowanej, a do drugiej - 2 cm³ 1 M roztworu kwasu siarkowego(VI). Zmieszaj oba roztwory i zmierz czas od początku reakcji do momentu pojawienia się zmętnienia.

• Podobnie wykonaj trzeci pomiar odmierzając do jednej probówki 3 cm³ 0,5 M roztworu tiosiarczanu(VI) sodu i 6 cm³ wody, a do drugiej - 2 cm³ 1 M roztworu kwasu siarkowego(VI).

• Odczytaj temperaturę otoczenia.

Obliczenia:

• Oblicz stężenia roztworu tiosiarczanu(VI) sodu w każdym z trzech doświadczeń.

• Oblicz szybkość reakcji jako odwrotność czasu jej przebiegu (V∼1/t).

Wyniki:

Wyniki doświadczenia umieść w tabeli:

Próbka	Objętość 0,5 M Na2S2O3 [cm^3]	Objętość H2O [cm^3]	Objętość 1 M H2SO4 [cm^3]	Stężenie Na2S2O3 [mol/dm³]	Szybkość reakcji [1/s]
1	9	0	2
2	6	3	2
3	3	6	2

Dyskusja:

1. Sporządź wykres przedstawiający zależność szybkości reakcji od stężenia tiosiarczanu(VI) sodu; punkty doświadczalne połącz linią przechodzącą przez początek układu współrzędnych (V = 0, c = 0).

2. Na podstawie teorii kinetyki reakcji wyjaśnij, dlaczego wzrost stężenia substratów powoduje wzrost szybkości reakcji chemicznej.