К., Касенова Н. Б. Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар
жүктеу/скачать 2,71 Mb.
|
Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар методичка
| Катализатордың әсері. Химиялық реакцияны жылдамдатудың тағы бір әдісі катализатор енгізу. Катализатор – реакция жылдамдығын арттыратын, алайда өзі реакцияға қатыспайтын заттар.
Гетерогенді жүйеде реакция жылдамдығы қатты күйдегі әрекеттесетін заттардың массаларына тәуелсіз, олардың концентрациясы тұрақты, себебі олар тек беткі қабатта әрекеттеседі. Сондықтан реакция жылдамдығы қатты фазаның беткі ауданы жоғарылаған сайын ұлғаяды, мысалы ұсатқанда. Химиялық тепе-теңдік Көптеген химиялық реакциялар қайтымды болады да екі бағытта жүреді. Тура реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығына тең болатын қайтымды реакцияның күйін химиялық тепе-теңдік дейді. Қайтымды реакцияның мысалы ретінде азот пен сутегінің аммиак түзуінің процесін келтірейік: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 Тура және кері реакциялардың жылдамдығын былай жазуға болады: U = k1 [N2][H2]3 – тура реакция жылдамдығы. U = k2 [NH3]2 – кері реакция жылдамдығы. Химиялық тепе-теңдік кезінде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары өзара тең болғандықтан, теңдеуді былай жазуға болады: k1 [N2][H2]3 = k2 [NH3]2 немесе k1/k2 = [NH3]2/[N2][H2]3 Тура реакция мен кері реакциялардың жылдамдығының константаларының қатынасы да тұрақты болады: K = k1/k2 = [NH3]2/[N2][H2]3 Және оны осы реакцияның тепе-теңдік константасы деп атайды. Сыртқы жағдай (температура, қысым, концентрация) өзгермесе химиялық тепе-теңдік ұзақ уақыт сақталады. Сыртқы жағдайлардың өзгеруі тура реакция мен кері реакцияның жылдамдығына түрліше әсер ететіндіктен, тепе-теңдік реакция тура реакцияның немесе кері реакцияның бағытына қарай ығысады. Сыртқы жағдайдың өзгеруіне байланысты химиялық тепе-теңдік белгісі бір бағытқа ығысуын Ле-Шателье принципі анықтайды. Тепе-теңдік күйде тұрған жүйенің сыртқы жағдайларының бірі өзгерсе тепе-теңдік сол өзгеріске қарсы әсер ететін процестің бағытына қарай ығысады. N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г) + Q Тура реакция жылу бөліп шығара жүретін (экзотермиялық), ал кері реакция жылу сіңіре жүретін (эндотермиялық) екені көрсетілген. Сондықтан температураны жоғарылатса, Ле-Шателье принципі бойынша, химиялық тепе-теңдік бұл өзгеріске қарсы әсер ететін бағытта, яғни температураны төмендететін эндотермиялық реакцияның бағытына қарай ығысады. Егер жүйенің температурасын төмендетсе, онда химиялық тепе-теңдік оны төмендететін, яғни жылу шығара жүретін NH3 –тің түзілу бағытына қарай ығысады. Ле-Шателье принципі бойынша, жүйенің қысымын жоғарылатса, химиялық тепе-теңдік осы қысымды азайтатын, яғни газдардың көлемдері немесе моль сандары аз заттар түзілетін реакцияның бағытына қарай ығысады, яғни NH3 түзілу бағытына қарай ығысады. Ле-Шателье принципі бойынша бір заттың концентрациясының көбеюі химиялық тепе-теңдікті сол заттың концентрациясын азайтатын реакцияның бағытына қарай ығысады. Ле-Шателье принципіне сәйкес аммиакты алу реакцияны тура бағытта, яғни қайтымсыз етіп жүргізу үшін, оны жоғары қысымда, төмен температурада және N2 мен H2 жеткілікті мөлшерде, ал NH3 –ті бөліп алу арқылы азайта отырып, жүргізу керек. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ Реактивтер мен құралдар: Na2S2O3 , дистильденген су, Н2SO4, калий перманганаты, КNO3, СаСО3, тұз қышқылы, ҒеСl3 , NH4CNS, секундомер Тәжірибе №1. Әрекеттесуші заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсері. Әрекеттесетін заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін мына реакция арқылы, яғни натрий тиосульфатының концентрациясын өзгерту арқылы қарауға болады. Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O + S↓ Реакцияның жүргендігін ерітіндінің күкірт бөлінуі нәтижесінде тұнбалануы арқылы анықтайды. Үш сынауықта натрий тиосульфатының әр түрлі концентрациялы ерітіндісін дайындаңдар. Бірінші пробиркаға 9 мл натрий тиосульфатын, екінші сынауыққа 6 мл Na2S2O3 және 3 мл су, үшінші сынауыққа 3 мл натрий тиосульфатын және 6 мл дистильденген су құйыңдар.
Төртінші сынауыққа 3 мл концентрлі күкірт қышқылын өлшеп алып бірінші пробиркаға тез қосыңдар, пробиркадағы ерітінділерді араластырыңдар, қышқылды құйысымен секундомерді қосыңдар. Тұнба байқалысымен уақытты жазыңдар. Қалған екі пробиркағада осындай қышқыл құйып уақытты жазыңдар. Тәжірибе нәтижесінен график сызыңдар. Абцисса осіне Na2S2O3 концентрациясын, ординатаға υ=I/Δt қойыңдар. Натрий тиосульфаты концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін қорытындылаңдар. жүктеу/скачать 2,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||