Тиосярна киселина. натриев тиосулфат. Получаване, свойства, приложение.
Естерите на сярната киселина включват диалкилсулфати (RO2)SO2. Това са висококипящи течности; долните са разтворими във вода; в присъствието на основи те образуват алкохол и соли на сярна киселина. Нисшите диалкилсулфати са алкилиращи агенти.
Диетилов сулфат (C2H5)2SO4. Точка на топене -26°C, точка на кипене 210°C, разтворим в алкохоли, неразтворим във вода. Получава се при взаимодействието на сярна киселина с етанол. Той е етилиращ агент в органичния синтез. Прониква през кожата.
Диметилсулфат (CH3)2SO4. Точка на топене -26,8°C, точка на кипене 188,5°C. Да се разтваря в алкохоли, лошо е - във вода. Реагира с амоняк при отсъствие на разтворител (експлозивно); сулфонира някои ароматни съединения, като фенол естери. Получава се чрез взаимодействие на 60% олеум с метанол при 150 ° C. Той е метилиращ агент в органичния синтез. Канцероген, засяга очите, кожата, дихателните органи.
Натриев тиосулфат Na2S2O3
Сол на тиосярна киселина, в която два серни атома имат различни степени на окисление: +6 и -2. Кристално вещество, силно разтворимо във вода. Произвежда се под формата на Na2S2O3 5H2O кристален хидрат, обикновено наричан хипосулфит. Получава се от взаимодействието на натриев сулфит със сяра по време на кипене:
Na2SO3+S=Na2S2O3
Подобно на тиосярната киселина, тя е силен редуктор. Лесно се окислява от хлор до сярна киселина:
Na2S2O3+4Сl2+5Н2О=2H2SO4+2NaCl+6НCl
Използването на натриев тиосулфат за абсорбиране на хлор (в първите противогази) се основава на тази реакция.
Натриевият тиосулфат се окислява малко по-различно от слабите окислители. В този случай се образуват соли на тетратионовата киселина, например:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
Натриевият тиосулфат е страничен продукт при производството на NaHSO3, серни багрила, при пречистването на промишлени газове от сяра. Използва се за премахване на следи от хлор след избелване на тъкани, за извличане на сребро от рудите; е фиксатор във фотографията, реагент в йодометрията, антидот при отравяне с арсен, живачни съединения, противовъзпалително средство.
Тиосярна киселина- неорганично съединение, двуосновна силна киселина с формула H 2 SO 3 S. Безцветна вискозна течност, която реагира с вода. Образува соли – неорганични тиосулфати. Тиосярната киселина съдържа два серни атома, единият от които има степен на окисление +4, а вторият е електрически неутрален.
Касова бележка
Реакцията на сероводород и серен триоксид в етилов етер при ниски температури:
Действието на газообразния хлороводород върху натриевия тиосулфат:
Физически свойства
Тиосярната киселина образува безцветна вискозна течност, която не замръзва дори при много ниски температури. Термично нестабилен - разлага се вече при стайна температура.
Бързо, но не мигновено, се разлага във водни разтвори. В присъствието на сярна киселина се разлага моментално.
Химични свойства
Термично много нестабилен:
Разлага се в присъствието на сярна киселина:
Реагира с алкали:
Реагира с халогени:
Образува естери – органични тиосулфати.
Натриев тиосулфат (антихлор, хипосулфит, натриев сулфидотриоксосулфат) - Na 2 S 2 O 3 или Na 2 SO 3 S, сол на натрия и тиосярната киселина, образува кристален Na 2 S 2 O 3 5H 2 O.
Касова бележка
Окисление на Na полисулфиди;
Изваряване на излишната сяра с Na 2 SO 3:
Взаимодействието на H 2 S и SO 2 с NaOH (страничен продукт при производството на NaHSO 3, серни багрила, при пречистването на промишлени газове от S):
Варене на излишната сяра с натриев хидроксид:
след това, съгласно горната реакция, натриевият сулфид добавя сяра, образувайки натриев тиосулфат.
В същото време по време на тази реакция се образуват натриеви полисулфиди (те придават на разтвора жълт цвят). За тяхното унищожаване в разтвора се прехвърля SO 2.
Чист безводен натриев тиосулфат може да се получи чрез взаимодействие на сяра с натриев нитрит във формамид. Тази реакция протича количествено (при 80 °C за 30 минути) съгласно уравнението:
Разтваряне на натриев сулфид във вода в присъствието на атмосферен кислород:
Физични и химични свойства
Безцветни моноклинни кристали. Моларна маса 248,17 g/mol (пентахидрат).
Разтворим във вода (41,2% при 20°C, 69,86% при 80°C).
При 48,5 °C кристалният хидрат се разтваря в кристализационната си вода, образувайки пренаситен разтвор; дехидратиран при около 100°C.
При нагряване до 220 ° C се разлага по схемата:
Натриевият тиосулфат е силен редуктор:
Със силни окислители, като например свободен хлор, той се окислява до сулфати или сярна киселина:
По-слабо или по-бавно действащи окислители, например йод, се превръщат в соли на тетратионовата киселина:
Горната реакция е много важна, тъй като служи като основа на йодометрията. Трябва да се отбележи, че в алкална среда натриевият тиосулфат може да се окисли с йод до сулфат.
Невъзможно е да се изолира тиосярната киселина (водороден тиосулфат) чрез реакцията на натриев тиосулфат със силна киселина, тъй като тя е нестабилна и незабавно се разлага:
Разтопеният хидратиран Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O е много податлив на преохлаждане.
Приложение
за премахване на следи от хлор след избелване на тъкани
за добив на сребро от руди;
фиксатор във фотографията;
Реактив в йодометрията
антидот при отравяне: As, Br, Hg и други тежки метали, цианиди (превежда ги в тиоцианати) и др.
за дезинфекция на червата;
за лечение на краста (заедно със солна киселина);
Противовъзпалително и средство против изгаряне;
може да се използва като среда за определяне на молекулно тегло чрез депресия на точката на замръзване (криоскопска константа 4,26°)
Регистриран в хранително-вкусовата промишленост като хранителна добавка E539.
добавки за бетон.
за почистване на тъканите от йод
· Марлени превръзки, импрегнирани с разтвор на натриев тиосулфат, са използвани за защита на дихателните органи от отровното вещество хлор през Първата световна война.
Мото на урока:
"Само да знаеш не е всичко, знанието трябва да се използва."
Цели на урока:
Образователни:
- разширяване на разбирането на учениците за скоростта на химичните реакции;
- да разбере същността на закона за масовите действия (ЗМА);
- запознаване на учениците с нови понятия (хомогенни и хетерогенни реакции);
- експериментално изследване на зависимостта на скоростта на химична реакция от концентрацията на реагентите.
Разработване:
- продължи формирането на експериментални умения на учениците;
- развиват умение за работа в групи и индивидуално;
- продължава формирането на химическо мислене, развитието на речта, паметта, познавателния интерес към предмета, самостоятелността, способността да се правят заключения.
Образователни:
- да култивира умение за работа по двойки, комуникативни умения.
Оборудване:
- За учителя : порцеланова купа, порцеланов пестик, компютър, видео проектор.
- На работния плот на ученика : четири епруветки, стойка за епруветки, часовник със секундна стрелка, черна хартия.
Реагенти: Натриев тиосулфат, сярна киселина, вода, алуминий, йод.
По време на занятията
1. Уводна част: посланието на темата на урока, настроението на учениците за урока.
учител. Кинетиката е клон от химията, който включва изучаването на такива теми като обратимостта на химичните реакции, топлинния ефект на реакциите, скоростта на химичните реакции и химичното равновесие. Започваме с тема, чието име трябва да познаете (темата на дъската е затворена; показвам експеримент, демонстриращ зависимостта на скоростта на реакцията на взаимодействието на алуминий и кристален йод от катализатор).
Въпрос към класа. Защо започваме изучаването на химическата кинетика с тази тема?
Темата за скоростта на химичните реакции е актуална, тъй като около нас непрекъснато протичат различни процеси и скоростта им е различна. Тези процеси са важни и протичат във всички краища на природата, човешкия живот. (Снимка 1). Дискусия между момчетата - сравняване на скоростта на предложените реакции. Класът идва към заключение: Всички процеси работят с различна скорост.
Въпроси към класа:
1. Каква е скоростта на реакцията? Коя от следните формули съответства на скоростта химическиреакции?
2. В какви единици се измерва скоростта на химичните реакции?
Важно е не само да знаете скоростта на химическата реакция, но и да се научите как да я контролирате. За какво? За ускоряване на желаната реакция и забавяне на нежеланата. Както е казал Гьоте: "Само да знаеш не е всичко, знанието трябва да се използва." Нека погледнем екрана: фигурата показва зависимостта на скоростта на реакцията от определени външни фактори (Фигура 2).
3. Какви фактори влияят върху скоростта на химичните реакции?
Момчетата назовават температурата, катализатора, естеството на веществата, областта на контакт на реагиращите вещества, дават примери, в които се наблюдава влиянието на тези фактори.
2. Основната част.
учител. И какъв фактор не е тук, но влияе върху скоростта на химичните реакции?
Това е концентрацията на реагентите, тя увеличава скоростта на реакциите в течна и газообразна среда. Затова в този урок експериментално изучаваме ефекта от концентрацията на вещества върху скоростта на химичните процеси. В 9-ти клас беше опитът от взаимодействието на цинк с разредена и концентрирана солна киселина, а в 10-ти клас използваме реакцията на взаимодействието на натриев тиосулфат със сярна киселина.
Малко за натриевия тиосулфат: химическата формула е Na 2 S 2 O 3, той се използва широко в медицината. Във фотографията е известна като фиксираща сол. С негова помощ неразложеният сребърен бромид се отстранява от плочи, хартия или филм. Този процес се основава на способността на натриевия тиосулфат да образува водоразтворимо съединение със сребърен бромид. Филмите, обработени с него и старателно измити с вода, стават нечувствителни към по-нататъшното действие на светлината.
Значението на химичната реакция, лежаща в основата на експеримента: когато натриевият тиосулфат взаимодейства със сярна киселина, се наблюдава мътност - появата на чиста сяра (признак за химическа реакция). Тази реакция протича на два етапа.
Етап I: Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H2S2O3(тиосярна киселина)
Етап II: H 2 S 2 O 3 \u003d H 2 SO 3 + С v
Сярата е неразтворима във вода, поради което се утаява. Преди да започнете експеримента, нека разгледаме таблицата, която е на вашите маси – инструкциите за провеждане на експеримента (Фигура 3). Показва концентрацията на натриев тиосулфат в капки (условна концентрация). Ще го сменим с вода. Концентрацията на сярна киселина остава непроменена - 1 капка. В следващата колона запишете времето за реакция с молив. Какво се счита за начален час на реакцията? Моментът на източване на разтвори на натриев тиосулфат, вода и сярна киселина се счита за нула, след което се отчита времето до появата на облачност. За да видите по-добре образуването на сяра в реакцията, използвайте черна хартия.
Нека направим предварителен опит за взаимодействието на натриев тиосулфат със сярна киселина и да отбележим времето за реакция (втора ръка).
След експеримента начертаваме зависимостта на времето за реакция от концентрацията на натриев тиосулфат (Фигура 4). Изграждаме диаграма на половин страница. Отделяме концентрацията на капки, времето в секунди. Имате 10 минути за работа. Първи стъпки.
Нека да разгледаме резултатите от експеримента. На дъската ученикът въвежда данните си в предварително изготвена таблица. Сравнявам с моите данни (експериментът прекарвам предния ден). Отбелязвам коя от двойките е провела експеримента по-точно. След това ученикът чертае графика на времето за реакция спрямо концентрацията на натриев тиосулфат. клас прави заключение:
Скоростта на химическата реакция зависи от концентрацията. Колкото по-голям е, толкова по-бърза е скоростта на реакцията.
Въпроси към класа:
1. Защо скоростта на химическа реакция се увеличава, тъй като с увеличаване на концентрацията времето за реакция намалява? (отговорът е обратна връзка между скоростта и времето - вижте формулата).
2. Как изглежда графиката на скоростта на реакцията спрямо времето? Момчетата изграждат графика (Фигура 5). Защо?
Зависимостта на скоростта на химичната реакция от концентрацията на веществата се изразява чрез закона за масовото действие (LMA), открит през 19 век. Например за условен отговор
скоростта на химичната реакция е равна на произведението на константата на скоростта на химичната реакция квърху моларните концентрации на реагентите, увеличени до степента на техните стехиометрични коефициенти, ако е необходимо: ? = к C A C B 2
където S Aи М Б– моларна концентрация на вещества А и В, mol/l.
физическо усещане к : когато C A \u003d C B = 1 mol / l, тогава к=v.
Но тук е важно да се вземе предвид в каква среда протича реакцията: в хомогенна или хетерогенна. Според ZDM концентрациите на вещества в разтворено и газообразно състояние се записват в израза за скоростта на реакцията. Ако веществото е в твърдо състояние, тогава неговата концентрация се пренебрегва (двама ученици отиват до черната дъска, за да запишат израза за скоростта на реакцията в хомогенна и хетерогенна среда):
| 2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3 | C + O 2 = CO 2 |
| v= кС O2 С 2 SO2 | v= кС О2 |
Тоест, ZDM е валиден за хомогенни реакции. И как изглежда изразът за скоростта на химична реакция за хомогенна и хетерогенна реакция?
За хомогенна реакция:
За хетерогенна реакция:
Контрол. За консолидиране на темата учениците отговарят на тестовите въпроси (Фигура 6).
След това учениците проверяват всички отговори с екрана, където се проектират отговорите за проверка (Фигура 7).
Резултатът от урока: задълбочени познания по темата за скоростта на химичните реакции, експериментално изследван ефектът от концентрацията на вещества върху скоростта на реакцията. Мисля, че сте придобили нови знания, умения, които ще ви бъдат полезни в бъдеще. И накрая, едно малко пожелание на химически език.
IV. Отражение.
Пожелавам ти не с гръмки думи,
За да не избухнат като водород, в случай на повреди
Какво е зад теб
И не бяха инертни, като неон, по пътя,
Това, което все още не сте виждали.Бъдете търпеливи като съдбата
Не се окисляват като група алкални метали
трудолюбив винаги
За дълги, дълги години.Нека има по-малко инхибитори
Като бреме, забавящо на моменти пътя.
Нека има повече личности
Талантливо и креативно от твоя страна.Бъдете активни в нашия луд живот,
Като свободен радикал.
Обещани са катализатори по пътя ви
Любов, търпение и доброта.
Натриевият тиосулфат е синтетично съединение, известно в химията като натриев сулфат, а в хранително-вкусовата промишленост като добавка E539, одобрено за използване в производството на храни.
Натриевият тиосулфат действа като регулатор на киселинността (антиоксидант), агент против слепване или консервант. Използването на тиосулфат като хранителна добавка ви позволява да увеличите срока на годност и качеството на продукта, да предотвратите гниене, вкисване, ферментация. В чист вид това вещество участва в технологичните процеси за производство на хранителна йодирана сол като йоден стабилизатор и се използва за обработка на хлебно брашно, което е склонно към слепване и слепване.
Използването на хранителна добавка E539 е ограничено изключително до промишления сектор, веществото не се предлага за продажба на дребно. За медицински цели натриевият тиосулфат се използва като антидот при тежки отравяния и като външно противовъзпалително средство.
Главна информация
Тиосулфатът (хипосулфитът) е неорганично съединение, което е натриева сол на тиосулфурната киселина. Веществото е безцветен прах без мирис, който при по-внимателно разглеждане се оказва прозрачни моноклинни кристали.
Хипосулфитът е нестабилно съединение, което не се среща естествено. Веществото образува кристален хидрат, който при нагряване над 40 ° C се топи в собствена кристална вода и се разтваря. Разтопеният натриев тиосулфат е склонен към преохлаждане и при температура от около 220 ° C съединението се разрушава напълно.
Натриев тиосулфат: синтез
За първи път натриевият сулфат е получен изкуствено в лаборатория по метода на Леблан. Това съединение е страничен продукт от производството на сода, който е резултат от окисляването на калциевия сулфид. Взаимодействайки с кислорода, калциевият сулфид частично се окислява до тиосулфат, от който се получава Na 2 S 2 O 3 с помощта на натриев сулфат.
Съвременната химия предлага няколко начина за синтез на натриев сулфат:
- окисляване на натриеви сулфиди;
- кипяща сяра с натриев сулфит;
- взаимодействие на сероводород и серен оксид с натриев хидроксид;
- кипяща сяра с натриев хидроксид.
Горните методи позволяват получаването на натриев тиосулфат като страничен продукт от реакцията или като воден разтвор, от който течността трябва да се изпари. Можете да получите алкален разтвор на натриев сулфат, като разтворите неговия сулфид в кислородна вода.
Чистото безводно съединение на тиосулфата е резултат от реакцията на натриевата сол на азотната киселина със сяра в вещество, известно като формамид. Реакцията на синтез протича при температура 80 ° C и продължава около половин час, нейните продукти са тиосулфат и неговият оксид.
При всички химични реакции хипосулфитът се проявява като силен редуктор. При реакции на взаимодействие със силни окислители Na 2 S 2 O 3 се окислява до сулфат или сярна киселина, със слаби окислители до тетратионова сол. Реакцията на окисление на тиосулфата е в основата на йодометричния метод за определяне на веществата.
Специално внимание заслужава взаимодействието на натриевия тиосулфат със свободния хлор, който е силен окислител и токсично вещество. Хипосулфитът лесно се окислява от хлора и го превръща в безвредни водоразтворими съединения. По този начин това съединение предотвратява разрушителните и токсични ефекти на хлора.
При промишлени условия тиосулфатът се извлича от отпадъците от производството на газ. Най-разпространената суровина е осветителният газ, който се отделя при коксуване на въглища и съдържа примеси от сероводород. От него се синтезира калциев сулфид, който се подлага на хидролиза и окисление, след което се комбинира с натриев сулфат, за да се получи тиосулфат. Въпреки многоетапния характер, този метод се счита за най-рентабилния и екологичен метод за извличане на хипосулфит.
| Систематично име | Натриев тиосулфат (Натриев тиосулфат) |
|---|---|
| Традиционни наименования | Натриев сулфат, хипосулфит (натриева) сода, антихлор |
| Международна маркировка | E539 |
| Химична формула | Na 2 S 2 O 3 |
| Група | Неорганични тиосулфати (соли) |
| Състояние на агрегиране | Безцветни моноклинни кристали (прах) |
| Разтворимост | Разтворим в, неразтворим в |
| Температура на топене | 50 °C |
| Критична температура | 220 °С |
| Имоти | Редуциращ (антиоксидант), комплексообразуващ |
| Категория хранителни добавки | Регулатори на киселинността, средства против слепване (агенти против слепване) |
| Произход | Синтетичен |
| токсичност | Не е тестван, веществото е условно безопасно |
| Области на използване | Хранителна, текстилна, кожена промишленост, фотография, фармацевтични продукти, аналитична химия |
Натриев тиосулфат: приложение
Натриевият сулфат е бил използван за различни цели много преди включването му в хранителните добавки и лекарства. Антихлорът е импрегниран с марлеви превръзки и филтри на противогази за защита на дихателните органи от отровния хлор по време на Първата световна война.
Съвременни области на приложение на хипосулфита в индустрията:
- обработка на филми и фиксиране на изображения върху фотохартия;
- дехлориране и бактериологичен анализ на питейната вода;
- отстраняване на петна от хлор при избелване на тъкани;
- извличане на златна руда;
- производство на медни сплави и патина;
- тен на кожата.
Натриевият сулфат се използва като реагент в аналитичната и органичната химия, неутрализира силните киселини, неутрализира тежките метали и техните токсични съединения. Реакциите на взаимодействие на тиосулфат с различни вещества са в основата на йодометрията и бромометрията.
Хранителна добавка Е539
Натриевият тиосулфат не е широко използвана хранителна добавка и не е свободно достъпен поради нестабилността на съединението и токсичността на продуктите от неговото разграждане. Хипосулфитът участва в технологичните процеси за производство на хранителна йодирана сол и хлебни изделия като регулатор на киселинността и средство против слепване (антислепващ агент).
Добавката E539 изпълнява функциите на антиоксидант и консервант при производството на зеленчукови и рибни консерви, десерти и алкохолни напитки. Това вещество също е част от химикалите, които третират повърхността на пресни, сушени и замразени зеленчуци и плодове.
Консервантът и антиоксидантът E539 се използва за подобряване на качеството и увеличаване на срока на годност на такива продукти:
- пресни и замразени зеленчуци, плодове, морски дарове;
- , ядки, семена;
- зеленчуци, гъби и морски водорасли, консервирани в или масло;
- конфитюри, желета, захаросани плодове, плодови пюрета и пълнежи;
- прясна, замразена, пушена и сушена риба, морски дарове, консерви;
- брашно, нишестета, сосове, подправки, оцет, ;
- бяла и тръстика, подсладители (декстроза и), захарни сиропи;
- плодови и зеленчукови сокове, безалкохолни напитки, безалкохолни напитки, гроздови сокове.
При производството на готварска йодирана сол хранителната добавка E539 се използва за стабилизиране на йода, което може значително да удължи срока на годност на продукта и да запази хранителната му стойност. Максимално допустимата концентрация на E539 в готварска сол е 250 mg на 1 kg.
В пекарския бизнес натриевият тиосулфат се използва активно като част от различни добавки за подобряване на качеството на продукта. Подобрителите за хляб са окислителни и редуктивни. Средството против слепване E539 се отнася до подобрители на възстановителното действие, които ви позволяват да променяте свойствата.
Тестото, приготвено от гъсто брашно с късо разкъсващ се глутен, е трудно за обработка, кексове, не достига необходимия обем и се напуква по време на печене. Антислепващият агент E539 разрушава дисулфидните връзки и структурира глутеновите протеини, в резултат на което тестото втасва добре, трохите стават рехави и еластични, а кората не се напуква при печене.
В предприятията към брашното заедно с маята непосредствено преди замесването на тестото се добавя средство против слепване. Съдържанието на тиосулфат в брашното е 0,001-0,002% от масата му, в зависимост от технологията на производство на хлебни изделия. Санитарно-хигиенните стандарти за добавката E539 са 50 mg на 1 kg пшенично брашно.
Антислепващият агент E539 се използва в технологичните процеси в строга дозировка, така че няма риск от отравяне с тиосулфат при използване на брашнени продукти. Брашното, предназначено за продажба на дребно, не се обработва преди продажба. В рамките на нормалните граници добавката е безопасна и няма токсичен ефект върху тялото.
Употреба в медицината и нейното въздействие върху организма
Сода хипосулфит е включена в списъка на основните лекарства на Световната здравна организация като едно от най-ефективните и безопасни лекарства. Инжектира се подкожно, интрамускулно и интравенозно като инжекция или се използва като външно средство.
В началото на ХХ век за първи път натриевият тиосулфат се използва като антидот при отравяне с циановодородна киселина. В комбинация с натриев нитрит тиосулфатът се препоръчва при особено тежки случаи на отравяне с цианиди и се прилага интравенозно за превръщане на цианида в нетоксични тиоцианати, които след това могат безопасно да бъдат екскретирани от тялото.
Медицинска употреба на натриев сулфат:
Ефектът на хипосулфита върху човешкото тяло, когато се приема през устата, не е проучен, поради което е невъзможно да се прецени ползите и вредите от веществото в чиста форма или като част от храната. Няма случаи на отравяне с добавка E539, така че се счита за нетоксичен.
Натриев тиосулфат и законодателство
Натриевият тиосулфат е включен в списъка на хранителните добавки, одобрени за употреба при производството на хранителни продукти в Русия и Украйна. Средство против слепване и регулатор на киселинност E539 се използват в съответствие с установените санитарни и хигиенни стандарти изключително за промишлени цели.
Поради факта, че ефектът на химикала върху човешкото тяло при перорално приложение все още не е проучен, добавката E539 не е одобрена за употреба в ЕС и САЩ.
1. Влияние на концентрацията върху скоростта на реакция на натриев тиосулфат със сярна киселина . Изсипете 0,1 N в три епруветки. разтвор на натриев тиосулфат: в първия - 5 ml, във втория - 10 ml и в третия - 15 ml. След това добавете 10 ml дестилирана вода към първата епруветка и 5 ml дестилирана вода във втората. След това в три други епруветки се налива 5 ml 0,1 N. разтвор на сярна киселина. Приготвените разтвори се отцеждат по двойки, което води до реакция
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O + S
С помощта на хронометър отбележете колко време е необходимо, за да се появи сярата във всяка епруветка. Запишете резултатите в следната таблица:
Таблица 9.1
Какъв извод може да се направи от получените данни?
2. Температурна зависимост на скоростта на реакцията . Влияние на температурата върху скоростта на реакцията на взаимодействие на натриев тиосулфат със сярна киселина. Пригответе шест еднакви чаши. В три чаши се налива 15 ml 0,1 N. разтвор на натриев тиосулфат, а в останалите три чаши - 15 ml от 0,1 n. разтвор на сярна киселина. Загрейте една двойка чаши с разтвори на натриев тиосулфат и сярна киселина на водна баня до температура с 10 ° C по-висока, а друга двойка чаши с 20 ° C по-висока от стайна температура за 15–20 минути, като контролирате температурата на водата с термометър . Докато разтворите се нагряват, отцедете останалите разтвори на натриев тиосулфат и сярна киселина при стайна температура. Обърнете внимание на времето, когато сярата се появява в чашите. Направете същото с нагрятите разтвори. Запишете получените данни в таблицата:
Таблица 9.2
Какви заключения могат да се направят по отношение на ефекта на температурата върху скоростта на реакцията от получените резултати?
3. Изучаване на скоростта на реакцията на разлагането на водороден пероксид . Водородният пероксид спонтанно бавно се разлага в съответствие с уравнението: H 2 O 2 =H 2 O+1/2O 2 . Скоростта на този процес може да се увеличи чрез въвеждането на катализатор и количеството кислород, освободен за определен период от време, може да бъде оценено. Експериментът се провежда в апарата, показан на фиг. 2. Налейте вода през фунията в бюретата до приблизително нулево деление, плътно затворете отвора на бюретата със запушалка със стъклена тръба. С помощта на фуния се изсипва 1 ml разтвор на железен хлорид III в единия крак на съда на Landolt - катализатор. С помощта на фуния изсипете водороден прекис в другото коляно в концентрация, посочена от учителя. След това свържете съда Landolt към бюретата, като използвате запушалка с тръба за изпускане на газ. Проверете херметичността на устройството. Поставете съда Landolt в термостат с определена температура и задръжте за 10-15 минути. Задайте еднакво ниво на водата в изравнителната фуния и бюретата, запишете нивото. Чрез накланяне на съда на Landolt доведете водородния пероксид в контакт с катализатора. На всеки 1-2 минути в продължение на 30 минути измервайте обема на освободения кислород V τ . Запишете резултатите от измерването в табл. 9.3.
Таблица 9.3
След пълно разлагане на водородния пероксид, охладете съда на Landolt до началната температура на термостата и отново измерете обема на напълно освободения кислород V ∞. Според табл. 9.3 и по формулата
изчислете константата на скоростта на реакцията. Създайте графика на зависимост:
Определете константата на скоростта на реакцията по тангенса на наклона на правата линия към оста на абсцисата и сравнете със средноаритметичната стойност (9.17). Препоръчително е експериментите да се провеждат при две температури: 15–25°C и 30–40°C.
Според стойностите на константата на скоростта на реакцията за две температури по формулата:
където R=8,314 J/mol∙K, изчислете енергията на активиране на реакцията на разлагане на водороден пероксид.
4.Влиянието на концентрацията на реагентите върху химичното равновесие . Когато разтвор на железен (III) хлорид взаимодейства с калиев тиоцианат, се образуват разтворими вещества и цветът на разтворите се променя. Реакцията е обратима:
FeCl 3 +3KCNS Fe(CNS) 3 +3KCl
Запишете в таблицата цветовете на разтворите на всички вещества на системата:
Таблица 9.4.
Смесват се в епруветка 5 ml разтвори на железен (III) хлорид и калиев тиоцианат. Обърнете внимание на цвета на получения разтвор. Посочете веществото, придало цвета на системата. Изсипете получения разтвор в четири епруветки, по възможност на равни части. Добавете малко концентриран разтвор на железен хлорид към първата епруветка, разтвор на калиев тиоцианат към втората и малко кристален калиев хлорид към третата. Оставете четвъртата епруветка за сравнение. Сравнете цвета на разтворите в епруветките и посочете в коя посока се е изместило равновесието при добавяне на FeCl 3 , KSCN и KCl. Напишете уравнение за равновесната константа на изследваната реакция.
5. Ефект от промяната на температурата върху химичното равновесие . Под действието на йода върху нишестето се образува нестабилно съединение със сложен състав, оцветено в синьо. Равновесието на системата може условно да се представи със следното уравнение:
Нишесте + йод нишесте йоден комплекс
Изсипете 2-3 ml разтвор на нишесте в епруветка и добавете няколко капки йодна вода, докато се появи син цвят на разтвора. Загрейте епруветката, докато разтворът стане бистър и след това охладете, докато синият цвят се върне. Определете коя реакция (директна или обратна) е екзотермична, коя е ендотермична. Обяснете промяната в цвета при нагряване и охлаждане.
Забележим признак на реакцията е образуването на бяло-жълта мътност (неразтворима сяра). Тиосярната киселина е нестабилна (виж уравнението на реакцията!), така че се получава чрез взаимодействие на натриев тиосулфат с разредена сярна киселина:
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d H 2 S 2 O 3 + Na 2 SO 4
тези. обща реакция:
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d S + SO 2 + H 2 O + Na 2 SO 4
Провеждане на реакцията:Изсипете 20 ml 2M сярна киселина в 2 еднакви чаши. В 1 от чашите добавете 80 ml вода (намалете концентрацията на киселина). Налейте едновременно в двете чаши (от 2 други чаши или цилиндъра) 20 ml 2M натриев тиосулфат.
Какво да гледате:В коя от чашите мътността се образува по-бързо?
Катализа
В основата на експериментареакция на разлагане на водороден пероксид
H 2 O 2 \u003d H 2 O + 1 / 2O 2
ускорява се в присъствието на манганов диоксид, както и някои соли на тежки метали, ензима каталаза и др. Наблюдаван признак на реакцията е отделянето на газови мехурчета, при които тлееща факла пламва ярко.
Провеждане на реакцията:Изсипете 10 ml 30% H 2 O 2 във висок цилиндър (на 100 ml). Изсипете бързо MnO 2 на прах (възможност е да капнете няколко капки кръв). Поставете тлееща факла в цилиндъра.
Катализа
В основата на експериментакаталитично окисление на амоняк върху хромов оксид.
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
Наблюдаваният признак на реакцията са искри (нагряване на частици хромов оксид поради екзотермичния топлинен ефект на реакцията и тяхното сияние).
Провеждане на реакцията:Изплакнете старателно голяма плоскодънна колба (500 ml) отвътре с концентриран разтвор на амоняк (по този начин се създава висока концентрация на амонячни пари в нея). Хвърлете в него хромов оксид (III), загрят в желязна лъжица.
Прост модел експеримент, върху няколко теми наведнъж.
В суха чаша (могат да се използват обикновени чаши за еднократна употреба) поставете равни количества (с размер на грахово зърно всяка) суха лимонена киселина и сода за хляб (натриев бикарбонат).
Реакцията не протича без вода, а при добавяне на няколко капки вода сместа "кипи".
NaHCO 3 + H 3 (C 5 H 5 O 7) = Na 3 (C 5 H 5 O 7) + CO 2 + H 2 O
Можете да извършите същата реакция, като замените содата с тебешир. Това доказва, че реакцията се свежда до взаимодействие на карбонатен йон с протон:
CO 3 2- + 2H + = H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O
След това в една чаша приготвяме наситен разтвор на сода (разтворимостта му е 9,6 g на 100 g вода при стайна температура). В други две чаши слагаме лимонена киселина - в първия обем с кибритена глава, във втория около 5 пъти повече. В двете чаши се налива по 10 мл вода и киселината се разтваря при разбъркване. В двете чаши с лимонена киселина едновременно добавете 5 ml наситен разтвор на натриев бикарбонат. Вижда се, че в чаша, където концентрацията на лимонена киселина е по-висока, отделянето на газ е по-интензивно. Заключение: скоростта на реакцията е пропорционална на концентрацията на реагентите.
