Работа 17. Зависимость скорости реакции от температуры

По указанию преподавателя студент должен выполнить один из четырех опытов (только один вариант) при следую­щих температурах: 10°, 20°, 30°, 40°. Растворы реагирующих компонентов должны быть отдельно помещены в термо­статы с требуемой температурой. После смешивания раство­ров стаканы остаются в том же термостате. Изменение окраски или выпадение осадков наблюдают через стены термостатов. Для таких массовых опытов использовать лучше водяные термостаты с большой емкостью (кристаллизаторы, стаканы 2—3 л и др.). Требуемая температура опыта созда­ется путем смешивания холодной и горячей водопроводной воды.

1. Взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой (см. работу 22, п.1).

2. Взаимодействие иодида калия с сульфитом натрия в сернокислой среде (см. работу 22, п.2).

3. Взаимодействие иодида калия с пероксидом водорода в кислой среде (см. работу 22, п.3).

4. Окисление щавелевой кислоты перманганатом калия в сернокислой среде.

Окисление щавелевой кислоты в сернокислой среде перманганатом калия приводит к обесцвечиванию раствора, вслед­ствие образования неокрашенного иона Mn²⁺ (при больших концентрациях бледнорозовый)

Н₂С₂О₄ + КМnО₄ + Н₂SО₄ = СО₂ + . . . . . (дописать и уравнять)

Исчезновение красно-фиолетовой (розовой) окраски перманганат ионов зависит от скорости процесса.

Опыт проводят путем смешивания двух растворов: в пер­вую пробирку налить 2 мл 0,5%-ного раствора КМnО₄, во вторую 2 мл раствора Н₂С₂O₄ в серной кислоте. После термостатирования слить эти растворы в одну пробирку и отсчитать время с момента смешивания до обесцвечивания. Такие же опыты провести при других температурах.

Задание. Данные записать в таблицу и заполнить ее.

По полученным данным построить график зависимости отно­сительной скорости реакции V от температуры, отложив на оси абсцисс температуру, а на оси ординат — скорость ре­акции. Как изменяется скорость исследуемой реакции при повышении температуры на каждые 10°? Вычислить темпе­ратурный коэффициент скорости реакции, доказав, что g = 1/t.

Рассчитать энергию активации процесса, используя данные при двух температурах: 10° и 30° или 20° и 40°, учиты­вая, что коэффициент скорости реакции и время прохождения реакции связаны обратно пропорциональной зависимостью. Сделайте вывод о механизме протекания реакции.