Temat: Szybkość reakcji chemicznych.

Doświadczenie 4.1. Badanie wpływu stężenia na szybkość reakcji chemicznych.

Najpierw przygotowałam roztwór H₂S₂O₃ o różnych stężeniach. Do tak przygotowanych roztworów dodałam kolejno po 3 cm³ roztworu kwasu siarkowego o stężeniu równym 0,25mol/dm³. W momencie dodania kwasu zmierzyłam czas do momentu pojawienia się opalescencji. Wyniki umieściłam w tabelce.

Wyznaczenie wpływu stężenia na szybkość reakcji.

Nr	Objętość roztworu	Objętość	stężenie	czas	szybkość reakcji
	H2S2O3 ^3	wody	CHSO=CNaSO	reakcji
		^3	^3		^3 *s^-1
1	10	0	0,5	7	0,07
2	8	2	0,4	9	0,04
3	6	4	0,3	10	0,03
4	4	6	0,2	15	0,013
5	2	8	0,1	29	0,003
6	1	9	0,05	35	0,001

1. Obliczam stężenie H₂S₂O₃: Szukane:

1.Dane: n = ?

V = 10 cm³ = 0,01 dm³ C H₂S₂O₃ = ?

C = 0,5 mol/dm³

C =

n = C * V

n = 0,5 mol/dm³ * 0,01 dm³ = 0,005 mol

C H₂S₂O₃ =

C H₂S₂O₃ =
= 0,5 mol/dm³

2. Dane: Szukane:

V₁= 0,008 dm³ n =?

C₁= 0,5 mol/dm³ C₂ =?

V₂ =0,01 dm³

n = C * V

n = 0,5 * 0,008 =0,004 mol

C₂ =
= 0,4 mol/dm³

3.Dane: Szukane:

V₁= 0,006 dm³ n = ?

C₁ = 0,5 mol/dm³ C₂ = ?

V₂ =0,01 dm³

n = 0,5 * 0,006 =0,003 mol

C₂ =
=0,3 mol/dm³

4.Dane: Szukane:

V₁= 0,004 dm³ n = ?

C₁= 0,5 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,01 dm³

n = 0,5 * 0,004 = 0,002 mol

C₂ =
=0,2 mol/dm³

5. Dane: Szukane:

V₁ = 0,002 dm³ n = ?

C₁= 0,5 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,01 dm³

n = 0,5 * 0,002 = 0,001 mol

C₂ =
= 0,1 mol/dm³

6. Dane: Szukane:

V₁ =0,001 dm³ n = ?

C₁= 0,5 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,01 dm³

n = 0,5 * 0,001 = 0,0005 mol

C₂ =
=0,05 mol/dm³

B) Obliczam szybkość zachodzącej reakcji:

1.Dane:

t = 7s

C₂ = 0,5 mol/dm³

Założenie: C H₂S₂O₃ = C Na₂S₂O₃

V =

V =
= 0,07 mol/dm³ * s^-1

2.Dane:

t = 9 s

C₂ = 0,4 mol/dm³

V=
= 0,04 mol/dm³ * s^-1

3.Dane:

t = 10 s

C₂ = 0,3 mol/dm³

V =
= 0,03 mol/dm³ * s^-1

4.Dane:

t = 15 s

C₂ = 0,2 mol/dm³

V =
= 0,013 mol/dm³ * s^-1

5.Dane:

t = 15 s

C₂ = 0,2 mol/dm³

V =
= 0,013 mol/dm³ * s^-1

6.Dane:

t = 35 s

C₂ = 0,05 mol/dm³

V =
= 0,001 mol/dm³ * s^-1

Jak widać na wykresie wraz ze spadkiem wartości stężenia H₂S₂O₃ maleje wartość szybkości reakcji.

Doświadczenie 4.2. Wpływ temperatury na szybkość reakcji.

Przygotowałam 5 par probówek; jedna probówka z pary zawierała 5cm³ tiosiarczanu(VI) sodu o c = 0,5mol/dm³, a druga 5 cm³ kwasu siarkowego(VI) o c = 0,25 mol/dm³.10 probówek podgrzałam do temperatury 60^oC, dodałam kwas siarkowy do tiosiarczanu i zmierzyłam czas do pojawienia się pierwszego osadu. Następnie ochłodziłam probówki do 50^oC i powtórzyłam wszystkie czynności. Tak samo postępowałam aż do ochłodzenia do 20^oC.

Badanie wpływu temperatury na szybkość reakcji.

Nr pary	stężenie	temperatura	czas reakcji	szybkość reakcji	współczynnik
	CHSO=CNaSO	^oC		^3 *s^-1	temperaturowy
	^3
1	0,25	60	4	0,062	2,58
2	0,25	50	5	0,05	1,24
3	0,25	40	7	0,035	1,42
4	0,25	30	8	0,031	1,13
5	0,25	20	13	0,019	1,63

B)Obliczam stężenie H₂S₂O₃: Szukane:

1.Dane: n = ?

V = 5 cm³ = 0,005 dm³ C H₂S₂O₃ = ?

C = 0,5 mol/dm³

V₂ = 0,01 dm³

C =

n = C * V

n = 0,5 mol/dm³ * 0,005 dm³ = 0,0025 mol

C H₂S₂O₃ =

C H₂S₂O₃ =
= 0,25 mol/dm³

B) Obliczam szybkość zachodzącej reakcji:

1.Dane:

t = 4s

C₂ = 0,25 mol/dm³

Założenie: C H₂S₂O₃ = C Na₂S₂O₃

V =

V =
= 0,062 mol/dm³ * s^-1

2.Dane:

t = 5 s

C₂ = 0,25 mol/dm³

V=
= 0,05 mol/dm³ * s^-1

3.Dane:

t = 7 s

C₂ = 0,25 mol/dm³

V =
= 0,035 mol/dm³ * s^-1

4.Dane:

t = 8 s

C₂ = 0,25 mol/dm³

V =
= 0,031 mol/dm³ * s^-1

5.Dane:

t = 13 s

C₂ = 0,25 mol/dm³

V =
= 0,019 mol/dm³ * s^-1

C)Obliczam współczynnik temperaturowy:

1.Dane:

V₇₀=0,16 mol/dm³ * s^-1

V₆₀=0,062 mol/dm³ * s^-1

O =
=
= 2,58

2.Dane:

V₅₀=0,05 mol/dm³ * s^-1

V₆₀=0,062 mol/dm³ * s^-1

O =
=
= 1,24

3.Dane:

V₅₀=0,05 mol/dm³ * s^-1

V₄₀=0,035 mol/dm³ * s^-1

O =
= 1,42

4.Dane:

V₄₀=0,035 mol/dm³ * s^-1

V₃₀=0,031 mol/dm³ * s^-1

O =
=1,13

5.Dane:

V₂₀=0,019 mol/dm³ * s^-1

V₃₀=0,031 mol/dm³ * s^-1

O =
=1,63

Jak widać na wykresie im wyższa temperatura tym wyższą wartość przyjmuje szybkość reakcji.

Doświadczenie 4.3. Badanie wpływu stężenia katalizatora na szybkość reakcji

manganianu(VII) potasu w środowisku kwaśnym.

Przygotowałam 6 kolb stożkowych. Do każdej z nich odmierzyłam 25 cm³ szczawianu potasu o c = 0,1 mol/dm³, 25 cm³ kwasu siarkowego(VI) 0 c = 2 mol/ dm³oraz do każdej z probówek kolejno0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 cm³siarczanu(VI) manganu(II) o c = 0,02 mol/dm³. Następnie do każdej kolby dodawałem kolejno po 1 cm³ roztworu manganu(VII) potasu o c = 0,02 mol/dm³. Przy każdej kolbie należało zmierzyć czas do momentu odbarwienia się roztworu.

Badanie wpływu stężenia katalizatora na szybkość reakcji.

Nr	Objętość roztworu	Objętość końcowa	stężenie	czas	szybkość reakcji
kolbki	MnSO4	mieszaniny reakcyjnej	KMnO4 ^3	reakcji	^3 *s^-1
	^3	^3	w mieszaninie
1	0	51	0,000196	74	0,0000026
2	1	52	0,000192	43	0,0000044
3	2	53	0,000187	30	0,0000048
4	3	54	0,000185	22	0,0000084
5	4	55	0,000182	17	0,000010
6	5	56	0,000178	15	0,000012
7	6	57	0,000175	12	0,000014

A)Obliczam KMnO₄: szukane:

1.Dane: n = ?

V = 0,5 cm³ = 0,0005 dm³ C H₂S₂O₃ = ?

C = 0,02 mol/dm³

V₂= 0,051 dm³

C =

n = C * V

n = 0,02 mol/dm³ * 0,0005 dm³ = 0,00001 mol

C H₂S₂O₃ =

C H₂S₂O₃ =
= 0,000196 mol/dm³

2. Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n =?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂ =0,052 dm³

n = C * V

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
= 0,000192 mol/dm³

3.Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n = ?

C₁ = 0,02 mol/dm³ C₂ = ?

V₂ =0,053 dm³

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
=0,000187 mol/dm³

4.Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,054 dm³

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
=0,000185 mol/dm³

5. Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n = ?

C₁ = 0,02 mol/dm³ C₂ = ?

V₂ =0,055 dm³

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
=0,000182 mol/dm³

6.Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,056 dm³

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
=0,000178 mol/dm³

7.Dane: Szukane:

V₁= 0,0005 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,057 dm³

n = 0,02 * 0,0005 =0,00001 mol

C₂ =
=0,000175 mol/dm³

B)Obliczam stężenie katalizatora:

2. Dane: Szukane:

V₁= 0,001 dm³ n =?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂ =0,052 dm³

n = C * V

n = 0,02 * 0,001 =0,00002 mol

C₂ =
= 0,00038 mol/dm³

3.Dane: Szukane:

V₁= 0,002 dm³ n = ?

C₁ = 0,02 mol/dm³ C₂ = ?

V₂ =0,053 dm³

n = 0,02 * 0,002 =0,00004 mol

C₂ =
=0,00075 mol/dm³

4.Dane: Szukane:

V₁= 0,003 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,054 dm³

n = 0,02 * 0,003 =0,00006 mol

C₂ =
=0,00111 mol/dm³

5. Dane: Szukane:

V₁= 0,004 dm³ n = ?

C₁ = 0,02 mol/dm³ C₂ = ?

V₂ =0,055 dm³

n = 0,02 * 0,004 =0,00008 mol

C₂ =
=0,00145 mol/dm³

6.Dane: Szukane:

V₁= 0,005 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,056 dm³

n = 0,02 * 0,005 =0,0001 mol

C₂ =
=0,001785 mol/dm³

7.Dane: Szukane:

V₁= 0,006 dm³ n = ?

C₁= 0,02 mol/dm³ C₂ =?

V₂=0,057 dm³

n = 0,02 * 0,006 =0,00012 mol

C₂ =
=0,00210 mol/dm³

B) Obliczam szybkość zachodzącej reakcji:

1.Dane:

t = 74s

C₂ = 0,000196 mol/dm³

V =

V =
= 0,00000264 mol/dm³ * s^-1

2.Dane:

t = 43 s

C₂ = 0,000192 mol/dm³

V=
= 0,0000044 mol/dm³ * s^-1

3.Dane:

t = 30 s

C₂ = 0,000187 mol/dm³

V =
= 0,0000048 mol/dm³ * s^-1

4.Dane:

t = 22 s

C₂ = 0,000185 mol/dm³

V =
= 0,0000084 mol/dm³ * s^-1

5.Dane:

t = 17 s

C₂ = 0,000182 mol/dm³

V =
= 0,000010 mol/dm³ * s^-1

6.Dane:

t = 15 s

C₂ = 0,000178 mol/dm³

V =
= 0,000012 mol/dm³ * s^-1

7.Dane:

t = 12 s

C₂ = 0,000175 mol/dm³

V =
= 0,000014 mol/dm³ * s^-1

Doświadczenie 4.4. Wpływ katalizatora na szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru.

Do 3 probówek odmierzyłam po 3 cm³ 10% roztworu nadtlenku wodoru (H₂O₂). Do jednej dodałam kilka kropel ditlenku manganu (MnO₂), do drugiej jedną kroplę FeCl₃ o

c = 0,5 mol/dm³, do trzeciej 1 kroplę H₃PO₄ o c = 1 mol/dm³.

Reakcja w pierwszej probówce zaszła błyskawicznie i burzliwie. MnO₂ jest w tej reakcji katalizatorem kontaktowym, który przyspiesza rozkład nadtlenku wodoru. Nieco wolniej, ale też bardzo szybko zaszła reakcja w drugiej probówce. W probówce tej wydziela się ciepło. FeCl₃ w tej reakcji jest katalizatorem homogenicznym dodatnim, który przyspiesza rozkład H_2O2. W probówce 3 nie zaobserwowałam większych zmian; obserwuje się brak reakcji. H₃PO₄ - katalizator homogeniczny ujemny opóźniający rozkład H₂O₂.

---