Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
Цей дослід має показати, що в хімічній реакції швидкість реакції залежить, зокрема, від температури реакції та концентрації залучених речовин. При цьому концентрація вихідних речовин - одна з найважливіших величин, що впливають на швидкість реакції. Найвідоміша реакція, яка показує вплив концентрації вихідних речовин на швидкість реакції, - так звана реакція Ландольта. Дослід із реакцією Ландольта простим способом показує, що швидкість реакції залежить від концентрації вихідних речовин. Загалом реакцією Ландольта називають сповільнене в часі утворення йоду з йодатної та сульфітної кислот.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Чинники впливу на кінетику реакції, як-от температура, концентрація вихідних речовин або ступінь подрібнення вихідних речовин.
Хімічні реакції відбуваються самочинно, якщо вони екзергонічні.
Принцип
Щоб унаочнити зв'язок між швидкістю реакції та концентрацією вихідних речовин, у досліді з часовою реакцією Ландольта спостерігають сповільнене в часі утворення йоду з йодатної та сульфітної кислот.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
У цьому досліді учні досліджують швидкість реакції за різної концентрації вихідних речовин. При цьому учні спостерігають, що (як правило) реакція відбувається тим швидше, що вища концентрація вихідних речовин.
Завдання
Вимірювання часу тривалості сповільненого в часі утворення йоду з йодатної та сульфітної кислот. За результатами вимірювань учні помічають, що між концентрацією і швидкістю реакції є прямий зв'язок. Якщо концентрацію вихідних речовин зменшити вдвічі, то реакція триває приблизно вдвічі довше.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Щодо H- і P-формулювань звертайся до паспорта безпеки відповідної хімічної речовини.
Теорія
За фундаментальними законами хімії хімічна реакція відбувається самочинно, добровільно тоді, коли вона екзергонічна, тобто термодинамічно вигідна. Швидкість реакції при цьому залежить від температури реакції та концентрації вихідних речовин (підвищення температури реакції чи концентрації вихідних речовин веде до підвищення швидкості реакції).
Загалом справджується: що вища концентрація вихідних речовин, то швидше відбувається відповідна реакція. У перетворенні, відомому під назвою «часова реакція Ландольта», як сумарна реакція йодат відновлюється сульфітною кислотою до йодиду. Коли сульфітна кислота витрачена, з йодату та йодиду утворюється елементарний йод, який із крохмалем утворює йод-крохмальний комплекс.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Мензурка, висока, 250 мл | 46027-00 | 3 | 2 | Лабораторний стакан, боросилікатне скло, висока форма, 600 мл | 46029-00 | 2 | 3 | Хімічний стакан, боросилікат, висока форма, 2000 мл | 46033-00 | 2 | 4 | Мірний циліндр, 25 мл | 36627-00 | 1 | 5 | Мірний циліндр, 100 мл | 36629-00 | 1 | 6 | Мірний циліндр, боросилікат, висока форма, 500 мл | 36631-00 | 1 | 7 | Мірна піпетка, 50 мл | 36581-00 | 2 | 8 | Градуйована піпетка, 10 мл | 36600-00 | 1 | 9 | Мірна піпетка, 5 мл, поділка 0,05 мл | 36598-00 | 1 | 10 | Кульова піпетка | 36592-00 | 1 | 11 | Штатив для піпеток, PP, на 94 піпетки | 37689-00 | 1 | 12 | Ложка-шпатель, сталь, l = 150 мм | 33398-00 | 1 | 13 | Промивалка, пластмаса, 500 мл | 33931-00 | 1 | 14 | Прецизійні ваги, AE ADAM HCB602, 600 г : 20 мг | ADA-HCB-602 | 1 | 15 | Чашечки для зважування, 500 шт. | 45019-50 | 1 | 16 | Скляний стрижень, l=300 мм | 40485-05 | 1 | 17 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 | 18 | Етанол, абсолютний, 500 мл | 30008-50 | 1 | 19 | Калій йодат, 100 г | 31443-10 | 1 | 20 | Натрій сульфіт, 250 г | 30167-25 | 1 | 21 | Кислота сірчана 95-97%, 500 мл | 30219-50 | 1 | 22 | Крохмаль розчинний, 100 г | 30227-10 | 1 | 23 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
|---|
Складання та виконання
Складання
Схема досліду
Заздалегідь готують такі розчини:
Розчин натрій сульфіту (I): 1000 мл води підкислюють 2,5 мл концентрованої сірчаної кислоти, додають 10 мл етанолу і розчиняють у ньому 1,16 г натрій сульфіту.
Розчин калій йодату (II): 4,3 г калій йодату розчиняють у 1000 мл води.
Розчин крохмалю (III): 2 г крохмалю розчиняють у 100 мл води (щоб крохмаль розчинився краще, розчин за певних обставин треба скип'ятити).
Виконання
Два хімічні стакани на 600 мл наповнюють по 250 мл води і додають 100 мл розчину натрій сульфіту (I), а також 10 мл розчину крохмалю (III).
В один хімічний стакан на 250 мл відбирають піпеткою 100 мл розчину калій йодату (II), у другий хімічний стакан на 250 мл - 50 мл розчину калій йодату (II) і 50 мл води.
Перший розчин якомога швидше виливають, помішуючи (скляною паличкою), в один із розчинів натрій сульфіту, запускають секундомір і вимірюють час до зміни забарвлення на синє. Далі так само чинять із другим, розведеним розчином калій йодату.
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/3)
В одному прикладі вимірювання час від виливання розчину до раптового посиніння становив для 100-мілілітрового розчину калій йодату 13 секунд, а для розведеного 50-мілілітрового розчину калій йодату - 27 секунд.
На першому кроці реакції сульфітна кислота повільно окиснюється йодатом до сірчаної кислоти. Йодат відновлюється до йодиду. Утворений йодид теж реагує з йодатом. Продукт реакції - йод, який сульфіт одразу знову відновлює.
Опрацювання результатів (2/3)
Щойно сульфіт витрачено, йод реагує з крохмалем, утворюючи синій йод-крохмальний комплекс.
В обмеженому діапазоні концентрацій швидкість реакції залежить лише від концентрацій йодат-іонів і сульфітної кислоти.
Оскільки концентрація калій йодату в першому розчині удвічі більша, ніж у другому, реакція першого розчину за інших однакових умов має завершитися за вдвічі менший час.
Впиши пропущені слова ! Обернена величина температури є мірою ____, яка ____ до концентрації йодату. Крім того, за зростання температури слід очікувати ____ швидкості реакції.
Опрацювання результатів (3/3)
Питання
Для хімічної реакції справджується такий закон для швидкості реакції
Питання
Питання
Питання