Практикумы оқу құралы Профессор М. М. Бүркітбаев пен доцент Р. Г. Рысқалиеваның редакциялауымен Алматы 2009
жүктеу/скачать 4,33 Mb.
|
ПрактикумКаз
- Бұл бет үшін навигация:
- 3. Гетерогенді катализ.
- Қажетті құрал-жабдықтар мен реактивтер
- 1. Мырыштың күкірт қышқылымен әрекеттесуі.
- 2. Мәрмәрдің тұз қышқылымен әрекеттесуі.
- 7. ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІК № 20 жұмыс. Әрекеттесуші заттар концентрацияларының химиялық тепе-теңдікке әсері
- 1. Хлор (ІІІ) хлоридінің аммоний (немесе калий) тиоцианатымен әрекеттесуі.
- 2. Хромат-бихромат жүйесіндегі тепе-теңдік.
- Тапсырма
- 8. ЕРІТІНДІЛЕР Ерітінді дегеніміз бір немесе бірнеше компоненттен тұратын гомогенді жүйе.
- Ерітінділер концентрациясын өрнектеудің жолдары 1.Массалық үлес
- 3.Молярлық концентрация С М
- 4.Эквиваленттің молярлық концентрациясы С экв
- 5.Мольдік концентрация b
Тәжірибенің орындалуы. 31-суретте көрсетілгендей құрылғы жинаңдар. Жоғарғы жағына орнатылған резеңке түтік арқылы ашық жағынан өлшеуірді нөлдік белгіге дейін сумен толтырыңдар. Шүмекті жауып реакциялық құтыдан газ өткізгіш түтікті өлшеуірдің астына енгізіңдер. Алдымен 30 мл
Кесте 3.
Тапсырма: Алынған мәліметтерді абцисса өсіне уақытты, ордината өсіне-бөлінген оттекті сала отырып, график түрінде суреттеңдер. K2Cr2O7 қандай роль атқарады? Реакция кезінде оның түсінің өзгеруі нені білдіреді? Реакция аяқталған соң оның түсі өз қалпына келе ме? Катализатор қатысында реакция жылдамдығы неше есе жоғарылайды? 2. Катализатор ретінде 1 мл 3% FeCl3 ерітіндісін ала отырып, реакциялық құтыға 15 мл 2% H2O2 ерітіндісін құйып, 1-ші тәжірибені қайталаңдар. 3. Гетерогенді катализ. Катализатор ретінде 0,1 мг MnO2 немесе PbO2 ала отырып, 1-ші тәжірибені қайталаңдар. № 19 жұмыс. Беттік ауданның гетерогендік химиялық реакция жылдамдығына әсері (Студент өз таңдауы бойынша тәжірибенің біреуін орындауы керек).
1. Мырыштың күкірт қышқылымен әрекеттесуі. 30-суреттегідей құрылғы жинаңдар да, құтыны жартысына дейін күкірт қышқылының ерітіндісімен толтырыңдар. Массасы 0,1 г-ға жуық мырыш түйірін және осыншама мырыш ұнтағын (осындай тәжірибені темірмен де жасауға болады) алыңдар. Бірінші мырыш түйірлерімен тәжірибені жасап алып, сосын ұнтағымен қайталап жасаңдар. Мырышты құтыға салып, тез арада аспапқа қосыңдар да, бөлінген сутек көлемін әрбір 1 немесе 2 минут сайын есептеп отырыңдар. Тәжірибе нәтижелерін жұмыс дәптерлеріңе жазып алыңдар. Реагенттің беткі ауданы гетерогендік реакция жылдамдығына қалайша әсер етеді? Бірдей уақыт аралығы ішінде (2 минут, 4 минут және с.с. сайын) екінші тәжірибеде бөлінген сутек көлемі бірінші тәжірибеге қарағанда қанша есе көп? Осы берілгендер арқылы ұнтақтың беттік көлемі түйірдің беттік көлеміне қарағанда қанша есе көп екендігін айтуға бола ма? Осы реакция жылдамдығының математикалық өрнегін жазыңдар. Егер сутек иондарының концентрациясын азайтсақ, онда нені байқауға болады? 2. Мәрмәрдің тұз қышқылымен әрекеттесуі. Металдың орнына мәрмәр (түйіршік немесе ұнтақ), күкірт қышқылының орнына тұз қышқылын ала отырып, 1-ші тәжірибені қайталаңдар. 7. ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІК № 20 жұмыс. Әрекеттесуші заттар концентрацияларының химиялық тепе-теңдікке әсері (Студент өз таңдауы бойынша 2 тәжірибенің біреуін орындауы керек).
1. Хлор (ІІІ) хлоридінің аммоний (немесе калий) тиоцианатымен әрекеттесуі. Әрекеттесуші заттардың концентрациясының реакцияның тепе-теңдігіне әсерін анықтау үшін темір (ІІІ) хлориді ерітіндісінің аммоний (калий) тиоцианатымен әрекеттесу реакциясын қарастырған ыңғайлы. Сұйытылған FeCl3 қызыл-қоңыр түсті, ал концентрлі ерітіндісі қою-қоңыр түсті болады. Аммоний хлориді мен аммоний тиоцианаттары түссіз ерітінділер. Бұл жүйедегі айқын түсті жалғыз аз диссоциацияланған қосылыс темір тиоцианаты (ІІІ) - қызыл қан түсті болып табылады. Оның түсінің өзгеруінен тепе-теңдіктің ығысуын байқауға болады. Жұмыстың орындалуы: Стаканға 5-10 мл FeCl3 ерітіндісін құйып, оған осынша көлемде NH4CNS (немесе KCNS) ерітіндісін қосыңдар. Ерітінділерді шыны таяқшамен араластырып, 4 сынауыққа тең етіп бөліп құйыңдар. Тәжірибелерді салыстыру үшін эталон ретінде 1 сынауықты алып қоясыңдар да, қалған 3 сынауыққа мынадай реактивтерді қосасыңдар: біріншісіне-бірнеше тамшы FeCl3 ерітіндісін, екіншісіне-бірнеше тамшы NH4CNS (немесе KCNS) ерітінділерін, үшіншісіне-KCl кристалдарын саласыңдар. Алынған ерітінділердің түстерін эталон түсімен салыстырыңдар. Тапсырма: Боялған заттардың түстерін көрсетіп қайтымды реакция теңдеулерін жазыңдар. Әрекеттесуші массалар заңына сүйене отырып (Ле-Шателье принципі) болып жатқан құбылысты түсіндіріңдер. Алынған ерітінділерді сұйылтқанда тепе-теңдік ығыса ма? Тепе-теңдік константасының мәнін жазып, қай затты қосқанда тепе-теңдік тез ығысатынын түсіндіріңдер Неліктен? Реакцияның қайтымды және қайтымсыз болу шаттарын көрсетіңдер. Қайтымды реакцияны қалай аяғына дейін жүргізуге болады? 2. Хромат-бихромат жүйесіндегі тепе-теңдік. Хром қышқылының тұздары, хроматтар (CrO42-) сары түске боялған, ал бихромат қышқылының тұздары бихроматтар (Cr2O72-) (JUPAC бойынша-дихроматтар) қызыл-сары түсті болады. Бұл тұздардың ерітінділерінде сутек иондарының концентрацияларын өзгерткенде оңай ығысатын тепе-теңдік жағдайында болады. Жұмыстың орындалуы: стақанға (сынауыққа) 10% K2Cr2O7 ерітіндісінің аз мөлшерін құйыңдар. Осы ерітіндіге тамшылатып концентрлі сілті ерітіндісін қосып, түсінің өзгеруін байқаңдар. Ерітінді сары болғанда тамшылатып концентрлі H2SO4 құйыңдар. Қызыл-сары түстің пайда болуын байқайсыңдар. Осыдан соң тағы сілті қосып тепе-теңдіктің кері бағытқа ығысқанын бақылаңдар. Тапсырма: 1 пунктті қараңдар. № 21 жұмыс. Химиялық тепе-теңдікке температураның әсері
Химиялық тепе-теңдікке температураның әсерін мына жүйені мысалға ала отырып байқауға болады: 2NO2=N2О4 Азот диоксиді қоңыр қою түсті газ, ал диазот тетраоксиді оңай буланатын сұйықтық. Тепе-теңдіктің ығысуын газ түсінің өзгеруінен анықтауға болады. Жұмыстың орындалуы: газ қоспасы толтырылған құралды алыңдар да, оның бір шарын суытқыш қоспасы бар стаканға, ал екіншісін қайнаған суы бар стаканға салыңдар. Түсінің өзгеруін байқаңдар. Әр шарда тепе-теңдік қай жаққа ығысады? Шарларды стақаннан шығарып алып, тағы түсінің өзгеруін бақылаңдар. Бұл жағдайда түсі қалай өзгереді? Осы жүйедегі қысымды 2 есе арттырғанда немесе 2 есе кеміткенде не болар еді?
Стандартты жағдайда термодинамикалық функциялардың белгілі мәндерін қолдана отырып, реакцияның стандартты энтальпиясы мен энтропиясын (кестені қараңдар) есептеңдер және олардың әрқайсысының химиялық тепе-теңдікке әсерін түсіндіріңдер. Оқытушының көрсетуі бойынша тәжірибе температурасына жуық 1000С және 00С екі температурада (G0 және Ке табыңдар. 8. ЕРІТІНДІЛЕР Ерітінді дегеніміз бір немесе бірнеше компоненттен тұратын гомогенді жүйе. Әдетте еріткіш дегеніміз ерітінді үшін агрегаттық күйі сәйкес келетін затты айтады. Егер ерітіндідегі барлық компоненттердің агрегаттық күйі бірдей болса, онда қайсысының мөлшері көп сол еріткіш болады. Еру процесі көбіне жылу эффектісімен, көлем өзгерісімен және ерітіндінің боялуымен жүреді. Бұл құбылыстар және кейбір басқа құбылыстар еріген зат молекуласы мен еріткіштің химиялық әрекеттесуін көрсетеді. Олар Д.И. Менделеев негізін қалаған ерітінділердің химиялық теориясына қатысты болды. Еру кезінде еріген зат бөлшектері еріткіш молекулаларымен салыстырмалы тұрақсыз, құрамы жиі ауыспалы қосылыс түзеді, олар сольваттар деп аталады. Егер еріткіш су болса гидраттар деп аталады. Кейде су молекулалары еріген зат молекулаларымен тығыз байланысса, онда су кристалл түрінде оның құрамына кіреді. Құрамында суы бар кристалдар - кристаллогидраттар деп аталады. Зат еруі кезінде мынадай процестер жүреді: еритін затта және еріткіште бөлшектер (молекулалар, атомдар, иондар) арасындағы жылу сіңірілуге байланысты байланыс бұзылады; бір уақытта жылу бөлінумен бірге сольват түзілу болады, содан соң жылу сіңірілуіне байланысты ерітіндіде заттың сольваттанған бөлшектерінің бөлінуі жүреді.
заттар ерігенде жылу сіңірілетіндіктен олардың ерігіштігі температура артқан сайын артады (33-сурет). Ерітінділер концентрациясын өрнектеудің жолдары 1.Массалық үлес жүйенің құрамындағы берілген компоненттің жүйедегі құраушы үлесінің осы жүйенің жалпы массасына қатынасы болып табылады. Массалық үлестің өлшем бірліктері бірлік үлесте, пайыз (%), промилль және миллиондық үлестермен өрнектеледі. Берілген компоненттің пайызбен берілген массалық үлесі 100 г ерітіндіде осы компоненттің қанша грамы бар екенін көрсетеді. 2.Көлемдік үлес - жүйенің құрамындағы берілген компоненттің көлемінің осы жүйенің жалпы көлеміне қатынасы болып табылады. Көлемдік үлестің өлшем бірліктері бірлік үлесте, пайыз (%), промилль және миллиондық үлестермен өрнектеледі. Берілген компоненттің пайызбен берілген көлемдік үлесі 100 г ерітіндіде осы компоненттің қанша миллилитрі бар екенін көрсетеді. 3.Молярлық концентрация СМ жүйенің құрамындағы (мысалы, ерітіндідегі) зат мөлшерінің осы жүйенің көлеміне V қатынасы. СИ жүйесіндегі молярлық концентрациясының өлшем бірлігі моль/м3, ал практикада көбінесе туынды бірлік моль/л қолданылады, мысалы СМ(H2SO4)=1 моль/л СМ(KOH)=0,1 моль/л Концентрациясы 1 моль/л ерітіндіні молярлық ерітінді деп атайды және 1М ерітінді деп белгілейді. Концентрациялары 0,1 моль/л, 0,01 моль/л, 0,001 моль/л ерітінділер децимолярлы, сантимолярлы, миллимолярлы деп аталды және қысқаша 0,1М, 0,01М және 0,001М деп белгіленеді. 4.Эквиваленттің молярлық концентрациясы Сэкв (бұрын нормальды концентрация деп аталған) - бұл эквиваленттің зат мөлшерінің (моль) ерітінді көлеміне (л) қатынасы. Практикада эквиваленттің молярлық концентрациясының өлшем бірлігі де моль/л болады. Мысалы, Сэкв(КОН)=1 моль/л, Сэкв(1/2Н2SO4)=1 моль/л, Сэкв(1/3AlCl3)=1 моль/л. 5.Мольдік концентрация b - бұл еріген зат мөлшерінің (моль) ерітінді массасына (кг) қатынасы. Мольдік концентрацияның өлшем бірлігі моль/кг. Мысалы, b(НCl/Н2О)=2 моль/кг. 6.Молярлық үлес - бұл жүйенің құрамындағы берілген компоненттің зат мөлшерінің (моль) жалпы зат мөлшеріне (моль) қатынасы. Молярлық үлес бірлік үлеспен, пайызбен (%), промиллмен (мыңдық үлес %), миллиондық үлеспен (млн-1) өрнектеледі. 7.Ерітіндінің титрі Т - еріген заттың массасының ерітінді көлеміне қатынасы. Титрдің өлшем бірлігі кг/м3, г/см3, практикада көп қолданылатыны г/мл болуы мүмкін. жүктеу/скачать 4,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||