Katalyse

I hjertet av eksperimentet hydrogenperoksid nedbrytningsreaksjon

H 2 O 2 \u003d H 2 O + 1 / 2O 2

akselererer i nærvær av mangandioksid, samt noen salter av tungmetaller, enzymet katalase, etc. Et observert tegn på reaksjonen er frigjøring av gassbobler, der en ulmende fakkel blusser sterkt.

Gjennomføring av reaksjonen: Hell 10 ml 30 % H 2 O 2 i en høy sylinder (per 100 ml). Hell raskt i MnO 2-pulveret (et alternativ er å droppe noen dråper blod). Sett en ulmende lommelykt inn i sylinderen.

Katalyse

I hjertet av eksperimentet katalytisk oksidasjon av ammoniakk på kromoksid.

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

Det observerte tegnet på reaksjonen er gnister (oppvarming av kromoksidpartikler på grunn av reaksjonens eksotermiske termiske effekt og deres glød).

Gjennomføring av reaksjonen: Skyll grundig en stor flatbunnet kolbe (500 ml) fra innsiden med konsentrert ammoniakkløsning (og skap en høy konsentrasjon av ammoniakkdamper i den). Kast kromoksid (III) oppvarmet i en jernskje inn i den.

Et enkelt modelleksperiment, om flere emner samtidig.

I et tørt begerglass (enkle engangsdrikkekopper kan brukes), plasser like mengder (omtrent på størrelse med en ert hver) tørr sitronsyre og natron (natriumbikarbonat).

Reaksjonen går ikke uten vann, og når noen dråper vann tilsettes, "koker" blandingen.

NaHCO 3 + H 3 (C 5 H 5 O 7) = Na 3 (C 5 H 5 O 7) + CO 2 + H 2 O

Du kan utføre den samme reaksjonen ved å erstatte brus med kritt. Dette beviser at reaksjonen er redusert til interaksjonen av et karbonation med et proton:

CO 3 2- + 2H + = H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O

Deretter, i ett glass, tilbereder vi en mettet løsning av brus (oppløseligheten er 9,6 g per 100 g vann ved romtemperatur). I to andre glass legger vi sitronsyre - i det første volumet med et fyrstikkhode, i det andre omtrent 5 ganger mer. Hell 10 ml vann i begge glassene og løs opp syren under omrøring. I begge glassene med sitronsyre, tilsett 5 ml av en mettet natriumbikarbonatløsning samtidig. Det kan sees at i et glass, hvor konsentrasjonen av sitronsyre er høyere, er gassutviklingen mer intens. Konklusjon: reaksjonshastigheten er proporsjonal med konsentrasjonen av reaktantene.

Tiosvovelsyre. natriumtiosulfat. Innhenting, egenskaper, søknad.

Svovelsyreestere inkluderer dialkylsulfater (RO2)SO2. Dette er høytkokende væsker; de nederste er løselige i vann; i nærvær av alkalier danner de alkohol og salter av svovelsyre. Lavere dialkylsulfater er alkyleringsmidler.
Dietylsulfat (C2H5)2SO4. Smeltepunkt -26°C, kokepunkt 210°C, løselig i alkoholer, uløselig i vann. Oppnådd ved interaksjon av svovelsyre med etanol. Det er et etyleringsmiddel i organisk syntese. Trenger gjennom huden.
Dimetylsulfat (CH3)2SO4. Smeltepunkt -26,8°C, kokepunkt 188,5°C. La oss løse opp i alkoholer, det er dårlig - i vann. Reagerer med ammoniakk i fravær av løsemiddel (eksplosivt); sulfonerer noen aromatiske forbindelser, slik som fenolestere. Oppnådd ved interaksjon av 60% oleum med metanol ved 150 ° C. Det er et metyleringsmiddel i organisk syntese. Kreftfremkallende, påvirker øynene, huden, luftveiene.
Natriumtiosulfat Na2S2O3

Salt av tiosvovelsyre, der to svovelatomer har forskjellige oksidasjonstilstander: +6 og -2. Krystallinsk substans, svært løselig i vann. Det produseres i form av Na2S2O3 5H2O krystallinsk hydrat, vanligvis kalt hyposulfitt. Oppnådd ved interaksjon av natriumsulfitt med svovel under koking:
Na2SO3+S=Na2S2O3
Som tiosvovelsyre er det et sterkt reduksjonsmiddel. Det oksideres lett av klor til svovelsyre:
Na2S2O3+4Сl2+5Н2О=2H2SO4+2NaCl+6НCl
Bruken av natriumtiosulfat for å absorbere klor (i de første gassmaskene) var basert på denne reaksjonen.
Natriumtiosulfat oksideres noe annerledes av svake oksidasjonsmidler. I dette tilfellet dannes salter av tetrationsyre, for eksempel:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
Natriumtiosulfat er et biprodukt i produksjonen av NaHSO3, svovelfargestoffer, ved rensing av industrigasser fra svovel. Det brukes til å fjerne spor av klor etter bleking av stoffer, for å trekke ut sølv fra malm; er et fikseringsmiddel i fotografering, et reagens i jodometri, en motgift mot forgiftning med arsen, kvikksølvforbindelser, et anti-inflammatorisk middel.

Tiosvovelsyre- en uorganisk forbindelse, en dibasisk sterk syre med formelen H 2 SO 3 S. En fargeløs viskøs væske som reagerer med vann. Danner salter - uorganiske tiosulfater. Tiosulfuric acid inneholder to svovelatomer, hvorav det ene har en oksidasjonstilstand på +4, og det andre er elektrisk nøytralt.

Kvittering

Reaksjonen av hydrogensulfid og svoveltrioksid i etyleter ved lave temperaturer:

Virkningen av gassformig hydrogenklorid på natriumtiosulfat:

Fysiske egenskaper

Tiosvovelsyre danner en fargeløs viskøs væske som ikke fryser selv ved svært lave temperaturer. Termisk ustabil - brytes ned allerede ved romtemperatur.

Raskt, men ikke umiddelbart, brytes ned i vandige løsninger. I nærvær av svovelsyre brytes den ned øyeblikkelig.

Kjemiske egenskaper

Termisk svært ustabil:

Dekomponerer i nærvær av svovelsyre:

Reagerer med alkalier:

Reagerer med halogener:

Danner estere - organiske tiosulfater.

Natriumtiosulfat (antiklor, hyposulfitt, natriumsulfidotrioksosulfat) - Na 2 S 2 O 3 eller Na 2 SO 3 S, et salt av natrium og tiosvovelsyre, danner en krystallinsk Na 2 S 2 O 3 5H 2 O.

Kvittering

Oksidasjon av Na-polysulfider;

Koking av overskudd av svovel med Na 2 SO 3:

Samspillet mellom H 2 S og SO 2 med NaOH (et biprodukt ved produksjon av NaHSO 3, svovelfargestoffer, ved rensing av industrigasser fra S):

Koking av overflødig svovel med natriumhydroksid:

deretter, i henhold til reaksjonen ovenfor, tilsetter natriumsulfid svovel og danner natriumtiosulfat.

Samtidig, under denne reaksjonen, dannes natriumpolysulfider (de gir løsningen en gul farge). For deres ødeleggelse blir SO 2 ført inn i løsningen.

Rent vannfritt natriumtiosulfat kan oppnås ved å reagere svovel med natriumnitritt i formamid. Denne reaksjonen fortsetter kvantitativt (ved 80 °C på 30 minutter) i henhold til ligningen:

Oppløsning av natriumsulfid i vann i nærvær av atmosfærisk oksygen:

Fysiske og kjemiske egenskaper

Fargeløse monokliniske krystaller. Molar masse 248,17 g/mol (pentahydrat).

Løselig i vann (41,2% ved 20°C, 69,86% ved 80°C).

Ved 48,5 °C oppløses det krystallinske hydratet i krystallisasjonsvannet og danner en overmettet løsning; dehydrert ved ca. 100°C.

Når den varmes opp til 220 ° C, dekomponerer den i henhold til skjemaet:

Natriumtiosulfat er et sterkt reduksjonsmiddel:

Med sterke oksidasjonsmidler, som fritt klor, oksiderer det til sulfater eller svovelsyre:

Svakere eller langsommere virkende oksidasjonsmidler, for eksempel jod, omdannes til salter av tetrationsyre:

Ovennevnte reaksjon er veldig viktig, da den fungerer som grunnlaget for jodometri. Det skal bemerkes at i et alkalisk medium kan natriumtiosulfat oksideres med jod til sulfat.

Det er umulig å isolere tiosvovelsyre (hydrogentiosulfat) ved omsetning av natriumtiosulfat med en sterk syre, siden den er ustabil og umiddelbart brytes ned:

Smeltet hydratisert Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O er svært utsatt for underkjøling.

applikasjon

for å fjerne spor av klor etter bleking av tekstiler

for utvinning av sølv fra malm;

fikser innen fotografering;

Reagens i jodometri

motgift mot forgiftning: As, Br, Hg og andre tungmetaller, cyanider (oversetter dem til tiocyanater), etc.

for intestinal desinfeksjon;

for behandling av skabb (sammen med saltsyre);

Anti-inflammatorisk og anti-forbrenningsmiddel;

kan brukes som et medium for å bestemme molekylvekter ved frysepunktsdepresjon (kryoskopisk konstant 4,26°)

Registrert i næringsmiddelindustrien som tilsetningsstoff E539.

tilsetningsstoffer for betong.

for å rense vev fra jod

· Gasbind impregnert med natriumtiosulfatløsning ble brukt for å beskytte åndedrettsorganene mot det giftige stoffet klor under første verdenskrig.

Foreleser: Korableva A.A.

RAPPORTERE

OM LABORATORIEARBEID

KURS: GENERELL KJEMI

"REAKSJONSHASTIGHET I LØSNINGER"

AV 62 5528 1,04 LR

Jeg har gjort jobben

gruppeelev

Saint Petersburg

Målet med arbeidet:

Bestem hastighetskonstanten, temperaturkoeffisienten, aktiveringsenergien for reaksjonen av interaksjon av natriumtiosulfat med svovelsyre.

Dette laboratoriearbeidet studerer reaksjonen mellom natriumtiosulfat (hyposulfitt) Na2S2O3 og svovelsyre H2SO4.

Denne reaksjonen foregår i to trinn:

1) (rask)

Den første fasen av ioneutveksling fortsetter nesten øyeblikkelig. Tiosulfuric acid er en ustabil forbindelse som brytes ned ved frigjøring av et hvitt svovelbunnfall.

2) (sakte)

Reaksjonshastigheten kan bedømmes av utseendet til opalescens og ytterligere turbiditet av løsningen fra utfelt svovel.

Den totale reaksjonen bestemmes av det andre trinnet i prosessen og avhenger av konsentrasjonen av H2SO4, og dermed Na2S2O3 (reaksjonen er pseudomolekylær).

Den kinetiske ligningen har formen:

Instrumenter og reagenser:

Termostater, termometre, målesylindere, reagensrør, reagensglassholdere, stoppeklokke, Na2S2O3 og H2SO4 løsninger.

Erfaring nr. 1:

Effekt av tiosulfat på hastigheten til en kjemisk reaksjon.

Reaksjonshastighetens avhengighet av konsentrasjonen av natriumtiosulfat.

Behandling av resultatene av opplevelsen:

Vi beregner den relative reaksjonshastigheten ved å bruke formelen:

2. Basert på den kinetiske ligningen bestemmer vi verdien av reaksjonshastighetskonstanten:

R

3. Bestem gjennomsnittsverdien av konstanten for en gitt romtemperatur, i dette tilfellet T = 14 grader Celsius.

4
. Uttrykk avhengigheten av reaksjonshastigheten av konsentrasjonen av tiosulfat - grafisk. (se fig. nr. 1).

5. Grafisk bestemmer vi reaksjonshastighetskonstanten som tangenten til helningen til den rette linjen OA til abscisseaksen. Vi sammenligner en grafisk definert konstant med dens analytiske verdi.

KGR = tg = 0,162 KSR = 0,17 KGR  KSR

Erfaring #2:

Effekt av temperatur på hastigheten til en kjemisk reaksjon.

Behandling av resultatene av opplevelsen:

1. Beregn den relative reaksjonshastigheten ved hver temperatur:

Se resultatene i tabellen ovenfor.

2. Basert på den kinetiske ligningen bestemmer vi verdien av konstanten for hver temperatur:

R
Se resultatene i tabellen ovenfor.

3. Vi uttrykker grafisk effekten av temperatur på hastigheten til en kjemisk reaksjon. (se fig. nr. 2).

4. Basert på Van Hoff-ligningen bestemmer vi verdien av temperaturkoeffisienten for hvert temperaturintervall og beregner gjennomsnittsverdien:

K2/K1 = 1 = 2,42

K3/K2 = 2 = 1,97 medium = 2,3

K4/K3 = 3 = 2,49

5
. Basert på Arrhenius-ligningen, beregner vi den analytiske verdien av aktiveringsenergien for hvert temperaturintervall:

E
a1 = 61785 J/mol Ea2 = 50729 J/mol Ea3 = 72882 J/mol

Og vi beregner gjennomsnittsverdien:

EaAVG = 61798 J/mol

6. Vi bygger en grafisk avhengighet av lgK på 1/T i henhold til de beregnede hastighetskonstantene ved forskjellige temperaturer og bestemmer aktiveringsenergien grafisk (se fig. nr. 3).

tg = - Еа / 2,3 R, derfor

ЕаГР = -2,3 R tg = -2,3 * 8,3 * tg = 19,09* 3230 = 61660 J/mol

7. Sammenlign aktiveringsenergiverdiene oppnådd grafisk og analytisk:

EaGR = 61660 J/mol EaAVED = 61798 J/mol EaGR  EaGR

Konklusjon:

Ved en temperatur lik const er hastigheten på en kjemisk reaksjon proporsjonal med konsentrasjonen av stoffer som er involvert i denne reaksjonen. (se fig. nr. 1)

Når temperaturen øker, øker hastigheten på en kjemisk reaksjon

Forutsatt at konsentrasjonen forblir uendret. Dette kan forklares med det faktum at med økende temperatur går atomene til stoffer over i en mer eksitert tilstand, det vil si at de mottar ekstra energi - aktiveringsenergien som er nødvendig for å bryte den kjemiske bindingen og danne et nytt stoff.