Занимательные опыты по химии - Алексинский В.Н.
ISBN 5-09-005176-3
Скачать (прямая ссылка):
Для учащихся механизм химических реакций можно объяснить как окислительно-восстановительный процесс, в котором роль окислителя выполняет бромноватая кислота, а восстановителя — лимонная:
KBrO, + H2SO4 = KHSO4 + HBrO3 9HBrO3 + 2C6H8O7 = 9HBrO + 8H2O + 12CO2 f 9HBrO + C6H^O7 = 9HBr + 4H2O + 6CO2 |
Изменение цвета раствора происходит под действием катализаторов—соединений церия или марганца, которые в свою очередь также меняют степень окисления, по до определенной концентрации иона, после чего происходит обратный процесс.
VI. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 1- Скорость и еще раз скорость
Оборудование: метроном (секундомер), химические стаканы, мерные цилиндры, тиосульфат натрия Na2S2O3 ¦ 5H2O, концентрированная серная кислота, иод кристаллический, гид-
роксид калия (гидроксид натрия), крахмал, сульфат нат сусная кислота, цинк. " пия> Ук-
Демонстрация опытов будет способствовать формиро у учащихся понятий, связанных с химической кинетикой пЙННК) у учащихся не создалось неправильное представление о томТ°бЫ скорость химической реакции повышается только с увелнч ' ЧТ° концентрации реагирующих веществ, целесообразно *провН"ЄМ две серии опытов: одну — с растворами сильных электроти^"
(тиосульфат натрия — серная кислота или нодат калия__суТ°В
фит натрия), а другую — со слабым электролитом (уксусн^ кислота — цинк). *' *' ая
Первая серия опытов. Вначале приготовьте растворы тиосульфата натрия и серной кислоты. Раствор тиосульфата натрия готовят пугем растворения 7,5 г соли в 100 мл воды, что соответствует 0,3 M концентрации. Для приготовления раствора серной кислоты той же концентрации отмерьте 1,8 мл концентрированной кислоты плотностью 1,84 г/см3 и растворите ее в 120 мл воды (растворы целесообразно приготовить заблаговременно). Приготовленный раствор тиосульфата натрия разлейте в присутствии учащихся в три стакана: в первый — 60 мл, во второй — 30 мл и в третий— 10 мл. Во второй стакан добавьте 30 мл дистиллированной воды, а в третий — 50 мл. Таким образом, во всех трех стаканах окажется по 60 мл жидкости, но в первом концентрация соли условно равна 1, во втором — а в третьем — '/о- После того как будут подготовлены растворы, в первый стакан с раствором соли прилейте 60 мл приготовленного раствора серной кислоты и включите одновременно метроном или секундомер. Чтобы зафиксировать конец реакции, в химический стакан опустите черную пластмассовую палочку. Вначале палочка хорошо видна, а потом с помутнением раствора се очертания исчезают, и мы условно можем считать этот момент концом реакции (остановить секундомер или прекратить подсчет ударов метронома).
После проведенного опыта целесообразно задать учащимся вопросы: какие вещества получаются в реакции? Как обьяснить наблюдаемое явление? Затем продолжите демонстрацию опытов во втором и третьем стаканах. Учитывая, что скорость реакции падает с разбавлением раствора тиосульфата натрия, ее можно определить как величину, обратно пропорциональную времени
(^ = T")'» и построить график, отложив на оси абсцисс концентрацию, а на оси ординат скорость реакции. Из этого можно сделать вывод, что скорость реакции зависит от концентрации Bt щсств. Для сильных электролитов эта зависимость прямо про
1 Величину с цыразиге десятичными дробями до второй значащей цифры, а затем умножьте на 100.
апьная: чем выше концентрация, тем больше скорость "Одической реакции.
хими ГД)СТЬ скорости реакции от температуры можно пока-испол'ьзуя те же растворы, если подготовить водяную баню, 3аТЬ'горой температура будет выше комнатной на 10, 20 и 80 °С. В К<В демонстрационном опыте химические процессы иду і по стадиям:
Na„S,03 + H2SO4 = H2S2O, + Na2SO1 H2S2O3 = S I + SO2 + H2O
Первая реакция идет практически мгновенно, а вторая — медленно, которую и фиксируют в этих опытах.
С этой же целью можно провести опыты, используя реакцию подкисленного раствором серной кислотой иодата калия с сульфитом натрия.
Приготовьте 0.03 M растворы иодата калия (100 мл) и сульфита натрия (120 мл). Если в лаборатории нет иодата калия, то его можно приготовить путем растворения 3 г измельченного иода в 3 мл горячего 40°<>-ного раствора гидроксида калия (натрия):
3I2 -f 6KOH = КЮ, + 5KI + 3H2O
После охлаждения смеси осадок промойте водой, чтобы удалить иодид калия и возможные остатки иода. На дне пробирки остается почти чистая соль иодата калия (около 0,76 г). Для приготовления раствора иодата калия в колбочку с водой налейте 1,5 мл концентрированной серной кислоты и туда же внесите соль иодата калия, смывая ее водой. Прилейте 1—2 мл крахмального раствора. Общий объем раствора доведите до 100 мл, который будет соответствовать 0,03 M концентрации. Раствор сульфита натрия готовится той же концентрации из безводной соли. Для приготовления 120 мл раствора потребуется 435 мг соли. Учитывая, что эта соль при хранении окисляется до сульфата, ее берут с избытком — 460—500 мг.
Проведите опыты так же, как с тиосульфатом натрия, только раствор иодата калия разлейте в три стакана в следующем порядке: 60, 30 и 10 мл и доведите общий объем до 60 мл во втором и третьем стаканах. Остальные операции те же.
