Εργαστηριακή άσκηση Β' Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

Προτείνεται να εκτελεστεί μετά την παράγραφο 3.2 του 3ου Κεφαλαίου

 

Ταχύτητα αντίδρασης και παράγοντες που την επηρεάζουν

Α. Συγκέντρωση   Β. Θερμοκρασία

ΣΤΟΧΟΙ: Όταν θα έχετε πραγματοποιήσει αυτή την εργαστηριακή άσκηση θα μπορείτε:

ü      Να μετράτε όγκους υγρών με ογκομετρικό κύλινδρο.

ü      Να χρησιμοποιείτε το θερμόμετρο για τη μέτρηση θερμοκρασίας υγρών.

ü      Να χρησιμοποιείτε ορισμένα όργανα του χημείου.

ü      Να υπολογίζετε τη συγκέντρωση διαλυμάτων που προκύπτουν με αραίωση.

ü      Να κατασκευάζετε τη γραφική παράσταση της συγκέντρωσης αντιδρώντων σε συνάρτηση με το χρόνο της αντίδρασης.

ü      Να κατασκευάζετε το διάγραμμα της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το χρόνο της αντίδρασης.

ü      Να εξάγετε συμπεράσματα για την επίδραση της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης των αντιδρώντων στην ταχύτητα μιας αντίδρασης.

ü      Να υπολογίζετε με βάση την καμπύλη της αντίδρασης την ταχύτητα της αντίδρασης για κάποια χρονική στιγμή.

 

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ

Θερμοκρασία, Συγκέντρωση διαλύματος, Αραίωση διαλύματος, Ταχύτητα αντίδρασης, Καμπύλη αντίδρασης.

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ  ΓΝΩΣΕΙΣ

Μελετήστε τις παραγράφους: Ταχύτητα αντίδρασης. Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα της αντίδρασης

 

 

Α.      Επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα της αντίδρασης υδροχλωρικού οξέος με θειοθειϊκό νάτριο.

 2HCl  +  Na2S2O3   [     2NaCl  +  SO2  +  S(s)  +  H2O 

Κατά την επίδραση σχηματίζεται στερεό θείο και προκαλεί θόλωμα του διαλύματος.

 

Απαραίτητα όργανα

Αντιδραστήρια

ü      Ποτήρι ζέσης 100mL.

ü      Ογκομετρικός κύλινδρος 50mL.

ü      Ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL.

ü      Λευκό χαρτόνι ή χαρτί.

ü      Γυάλινη ράβδος ανάδευσης.

ü      Χρονόμετρο ή ρολόι με δευτερολεπτοδείκτη.

ü      Διάλυμα HCl 2M.

ü      Διάλυμα Na2S2O3 0,25M

 

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ  ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

 

  1. Σχημάτισε ένα Χ στη μέση του χαρτιού.

 

1

  1. Βάλε στο ποτήρι ζέσης 50mL διαλύματος Na2S2O3 και τοποθέτησε το ποτήρι πάνω στο χαρτί.

  1. Πρόσθεσε 5mL διαλύματος HCl 2M και άρχισε τη χρονομέτρηση παρατηρώντας το Χ κοιτάζοντας το ποτήρι από πάνω.

 

  

  1. Σταμάτησε τη χρονομέτρηση μόλις το Χ δεν είναι ορατό.
 

 

  1. Επανέλαβε το πείραμα άλλες τέσσερις φορές χρησιμοποιώντας 40, 30, 20, 10mL από το αρχικό διάλυμα του Na2S2O3 και 10, 20, 30, 40mL νερού αντίστοιχα, έτσι ώστε κάθε φορά το διάλυμα να έχει όγκο 50mL.

 
     

 

  1. Συμπλήρωση τον παρακάτω πίνακα.

 

Α/α Πειρ.

Όγκος (mL)

Δ/τος Na2S2O3

Όγκος νερού

(mL)

Συνολικός όγκος (mL)

Συγκέντρωση Δ/τος (mol/L)

Χρόνος αντίδρασης (s)

1

50

0

50

0,25

 

2

40

10

50

0,2

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

Σημείωση: Θεωρούμε ότι κατά την προσθήκη του διαλύματος HCl δεν μεταβάλλεται η συγκέντρωση του διαλύματος Na2S2O3.

 

Β.      Επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα της αντίδρασης υδροχλωρικού οξέος με θειοθειϊκό νάτριο.

  2HCl  +  Na2S2O3   [     2NaCl  +  SO2  +  S(s)  +  H2O

Απαιτούμενα όργανα και αντιδραστήρια: Τα ίδια με την προηγούμενη άσκηση.

 
 

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ  ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

  1. Βάλε στο ποτήρι ζέσης 10mL διαλύματος Na2S2O3 0,25Μ, πρόσθεσε 40mL, Η2Ο και θέρμανε ελαφρά μέχρι η θερμοκρασία να φτάσει περίπου 20o C.

  1. Τοποθέτησε το ποτήρι ζέσης 50mL διαλύματος Na2S2O3 πάνω στο χαρτί. Βάλε στο διάλυμα 5mL διαλύματος HCl 2M και άρχισε τη χρονομέτρηση αναδεύοντας το διάλυμα.

  1. Σημείωσε τις δύο θερμοκρασίες πριν και μετά την προσθήκη του διαλύματος HCl.

  1. Σταμάτησε τη χρονομέτρηση μόλις το Χ δεν είναι ορατό.

  1. Επανέλαβε τα στάδια 1-4 τρεις φορές ακόμα για θερμοκρασίες 30oC, 40oC, 50oC περίπου.

  1. Συμπλήρωσε τον παρακάτω πίνακα.

 

Α/Α

Πειράματα

Θερμοκρασία

Μέσος όρος

Θερμοκρασίας

Χρόνος αντίδρασης (s)

Πριν

Μετά

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

ΦΥΛΛΟ  ΕΡΓΑΣΙΑΣ

  1. Να γράψετε τη χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται.

  2. Ποια ιδιότητα του συστήματος εκμεταλλευόμαστε για τον προσδιορισμό της ταχύτητας αντίδρασης;

  3. Να κατασκευάσετε το διάγραμμα της συγκέντρωσης του Na2S2O3 σε σχέση με το χρόνο.

  4. Με τη βοήθεια του διαγράμματος να βρείτε τη μέση ταχύτητα μεταξύ των χρονικών στιγμών t1=25s και t2=50s.

  5. Με τη βοήθεια του διαγράμματος να βρείτε την ταχύτητα της αντίδρασης όταν η συγκέντρωση του Na2S2O3 είναι 0,1mol/L καθώς και για συγκέντρωση 0,15mol/L. Να συγκρίνετε τις δύο τιμές και να αιτιολογήσετε το συμπέρασμά σας.

  6. Να κατασκευάσετε το διάγραμμα της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το χρόνο. Ποιο είναι το συμπέρασμά σας για την επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα της αντίδρασης. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

  7. Πώς επιδρά (Ι) η αύξηση της συγκέντρωσης του Na2S2O3 , (ΙΙ) η αύξηση της θερμοκρασίας στη σταθερά Κ της ταχύτητας αντίδρασης;