Natriumtiosulfat med klor. Estere av svovelsyre. Natriumtiosulfat. Erfaring 1. Allotropi av svovel

Vi tar natriumtiosulfat og tre syrer (svovelsyre, saltsyre og fosforsyre):

Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S + H2O

Na2S2O3 + 2 HCl = 2 NaCl + SO2 + S + H2O

3 Na2S2O3 + 2 H3PO4 = 2 Na3PO4 + 3 SO2 + 3 S + 3 H2O

Hell 8 ml natriumtiosulfatløsning i tre reagensglass. Hell 8 ml svovelsyre i det første reagensglasset med natriumtiosulfatløsning, bland raskt og noter tiden i sekunder fra reaksjonen startet til løsningen blir uklar. For bedre å legge merke til slutten av reaksjonen, lim en stripe med svart papir på motsatt side av veggen av reagensrøret. Vi avslutter tidsrapporten i det øyeblikket denne stripen ikke lenger er synlig gjennom den uklare løsningen.

Vi utfører eksperimenter på samme måte med andre syrer. Resultatene legges inn i tabellen (vedlegg 1, tabell 1). Vi definerer reaksjonshastigheten som en verdi omvendt proporsjonal med tiden: υ = 1/ t. Basert på tabellen konstruerer vi en graf over reaksjonshastighetens avhengighet av reaktantenes natur (vedlegg 2, graf 1).

Konklusjon: Således påvirker naturen til syrer hastigheten på en kjemisk reaksjon. Og siden styrken til syrer bestemmes av konsentrasjonen av hydrogenioner, avhenger reaksjonshastigheten også av konsentrasjonen av reaktantene.

B. Vurder reaksjonen av interaksjon mellom forskjellige metaller og saltsyre. Reaksjonshastigheten vil bli bestemt av volumet av hydrogen som frigjøres, som samles opp ved å fortrenge vann (vedlegg 3, figur 1).

I fire prøverør legger vi 0,05 g metaller: magnesium, sink, jern og kobber. Alternativt, hell like store mengder saltsyre (1:2) i hvert reagensrør (a). Hydrogen, som raskt frigjøres, vil komme inn i reagensrør (b). Vi noterer tiden det tar før reagensrøret fylles med hydrogen. Basert på resultatene (vedlegg 4, tabell 2) konstruerer vi en graf avhengig av reaktantenes natur (vedlegg 4, graf 2).

Konklusjon: ikke alle metaller kan reagere med syrer ved å frigjøre hydrogen. Metaller som fortrenger hydrogen fra sure løsninger er plassert i serien N.N. Beketov før hydrogen, og metaller som ikke fortrenger hydrogen - etter hydrogen (i vårt tilfelle er det kobber). Men den første gruppen av metaller er også forskjellig i graden av aktivitet: magnesium-sink-jern, derfor er intensiteten av hydrogenutvikling forskjellig.

Dermed avhenger hastigheten på en kjemisk reaksjon av reaktantenes natur.

2. Avhengighet av hastigheten til en kjemisk reaksjon på konsentrasjonen av vekselvirkende stoffer.

Mål. Etablere en grafisk avhengighet av effekten av konsentrasjon på reaksjonshastigheten.

For å gjennomføre forsøket bruker vi de samme løsningene av natriumtiosulfat og svovelsyre som ble brukt i det første forsøket (A).

Hell de angitte mengdene milliliter natriumtiosulfat og vannløsning i nummererte reagensglass. Hell 8 ml svovelsyreløsning i det første reagensglasset, bland raskt og noter tiden fra reaksjonen starter til løsningen blir uklar (se forsøk 1 A). Vi utfører lignende forsøk med de resterende reagensrørene. Vi legger resultatene inn i en tabell (vedlegg 6, tabell 3), basert på hvilken vi konstruerer en graf over avhengigheten av hastigheten til en kjemisk reaksjon av konsentrasjonen av reaktantene (vedlegg 7, graf 3). Vi oppnådde et lignende resultat ved å la konsentrasjonen av natriumtiosulfat være konstant, men endre konsentrasjonen av svovelsyre.

Konklusjon: dermed avhenger hastigheten av en kjemisk reaksjon av konsentrasjonen av de reagerende stoffene: jo høyere konsentrasjonen er, desto større er reaksjonshastigheten.

3. Avhengighet av hastigheten til en kjemisk reaksjon på temperaturen.

Formål: å sjekke om hastigheten på en kjemisk reaksjon avhenger av temperaturen.

Vi utfører eksperimentet med løsninger av natriumtiosulfat og svovelsyre (se eksperiment 1), forbereder i tillegg et beger og et termometer.

Hell 8 ml natriumtiosulfatløsning i fire reagensglass, og 8 ml svovelsyreløsning i de andre 4 reagensglassene. Vi legger alle reagensglassene i et glass vann og måler temperaturen på vannet. Etter 5 minutter, ta ut to reagensglass med løsninger av natriumtiosulfat og svovelsyre, tøm dem, bland og noter tiden til løsningen blir uklar. Varm opp glasset med vann og reagensglass til 10°C og gjenta forsøket med de to neste reagensglassene. Vi utfører de samme forsøkene med de resterende reagensglassene, og øker vanntemperaturen med 10°C hver gang. Vi registrerer resultatene som er oppnådd i en tabell (vedlegg 8, tabell 4) og plotter reaksjonshastighetens avhengighet av temperaturen (vedlegg 9, graf 4).

Konklusjon: dette eksperimentet tillot oss å konkludere med at hastigheten på en kjemisk reaksjon øker med 2–4 ganger for hver 10°C økning i temperatur, dvs. beviste gyldigheten av van't Hoffs lov.

4. Påvirkningen av en katalysator på hastigheten til en kjemisk reaksjon.

Formål: å sjekke om hastigheten på en kjemisk reaksjon avhenger av katalysatoren, og om katalysatorer har spesifisitet.

A. For å teste spesifisiteten til katalysatoren brukte vi nedbrytningsreaksjonen av hydrogenperoksid: 2H2O2 = 2H2O + H2. Vi tok en 3% løsning, nedbrytningen av hydrogenperoksid er veldig svak, selv en ulmende splint som faller ned i et reagensrør, blusser ikke opp. Som katalysatorer brukte vi silisiumdioksid SiO2, mangandioksid MnO2, kaliumpermanganat KMnO4, natriumklorid NaCl. Bare ved tilsetning av mangan (IV) oksidpulver oppsto en rask frigjøring av oksygen, og en ulmende splint falt ned i et reagensrør blusset opp sterkt.

Dermed er katalysatorer stoffer som akselererer en kjemisk reaksjon, og som oftest krever en spesifikk reaksjon sin egen katalysator.

5. Kinetikk for katalytisk dekomponering av hydrogenperoksid.

Formål: å finne ut reaksjonshastighetens avhengighet av konsentrasjonen av stoffer, temperatur og katalysator.

Nedbrytningen av en veldig svak løsning av hydrogenperoksid begynner under påvirkning av en katalysator. Ettersom reaksjonen skrider frem, synker konsentrasjonen av hydrogenperoksid, noe som kan bedømmes ut fra mengden oksygen som frigjøres per tidsenhet. Vi utfører eksperimentet i enheten (vedlegg 10, figur 2): vi legger 0,1 g mangandioksidpulver i et reagensrør, kobler det til et gummirør, hell 40 ml av en 3% løsning av hydrogenperoksid i kolben , og koble den til reagensrøret ved hjelp av et gummirør. Vi fyller sylinderen (byretten) med vann, senker den ned i krystallisatoren, fester den vertikalt i stativklemmen og kobler gassutløpsrøret fra Wurtz-kolben under det. Uten en katalysator observerer vi ikke frigjøring av oksygen. Etter tilsetning av mangandioksid noterer vi hvert minutt i 10 minutter og registrerer i tabellen volumet av frigjort oksygen (vedlegg 11, tabell 5). Basert på dataene bygger vi en graf over volumet av frigjort oksygen versus tid (vedlegg 12, graf 5)

6. Påvirkningen av kontaktflaten til reagerende stoffer på hastigheten til en kjemisk reaksjon.

Mål. Finn ut om kontaktflaten til reagerende stoffer påvirker hastigheten på en heterogen kjemisk reaksjon.

En lik mengde (0,5 g) kritt (CaCO3) i form av et stykke og et pulver ble veid på en vekt, prøvene ble plassert i to reagensglass, der samme mengde saltsyre (1:2) ble satt inn. helles. Vi observerer frigjøring av karbondioksid, og i det første reagensrøret (kritt i form av et stykke) går reaksjonen mindre kraftig frem enn i det andre (kritt i form av et pulver) (vedlegg 13, fotografier 1,2) : CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Natriumtiosulfat er en syntetisk forbindelse kjent i kjemi som natriumsulfat, og i næringsmiddelindustrien som tilsetningsstoff E539, godkjent for bruk i matproduksjon.

Natriumtiosulfat fungerer som surhetsregulerende middel (antioksidant), antiklumpemiddel eller konserveringsmiddel. Bruken av tiosulfat som tilsetningsstoff lar deg øke holdbarheten og produktkvaliteten, og forhindre råtning, suring og gjæring. I sin rene form er dette stoffet involvert i teknologiske prosesser for produksjon av spiselig iodisert salt som en jodstabilisator og brukes til å behandle bakemel, som er utsatt for kaking og klumper.

Bruken av mattilsetningsstoffet E539 er utelukkende begrenset til den industrielle sfæren; stoffet er ikke tilgjengelig for detaljsalg. For medisinske formål brukes natriumtiosulfat som en motgift for alvorlig forgiftning og et antiinflammatorisk middel for ekstern bruk.

generell informasjon

Tiosulfat (hyposulfitt) er en uorganisk forbindelse som er natriumsaltet av tiosvovelsyre. Stoffet er et fargeløst, luktfritt pulver, som ved nærmere undersøkelse viser seg å være gjennomsiktige monokliniske krystaller.

Hyposulfitt er en ustabil forbindelse som ikke forekommer i naturen. Stoffet danner et krystallinsk hydrat, som ved oppvarming over 40 °C smelter i sitt eget krystallinske vann og løses opp. Smeltet natriumtiosulfat er utsatt for underkjøling, og ved en temperatur på omtrent 220 ° C er forbindelsen fullstendig ødelagt.

Natriumtiosulfat: syntese

Natriumsulfat ble først oppnådd kunstig i laboratoriet ved bruk av Leblanc-metoden. Denne forbindelsen er et biprodukt av brusproduksjon, som dannes ved oksidasjon av kalsiumsulfid. I vekselvirkning med oksygen blir kalsiumsulfid delvis oksidert til tiosulfat, hvorfra Na 2 S 2 O 3 oppnås ved bruk av natriumsulfat.

Moderne kjemi tilbyr flere metoder for syntese av natriumsulfat:

oksidasjon av natriumsulfider;
kokende svovel med natriumsulfitt;
interaksjon av hydrogensulfid og svoveloksid med natriumhydroksid;
kokende svovel med natriumhydroksid.

Metodene ovenfor kan produsere natriumtiosulfat som et biprodukt av reaksjonen eller i form av en vandig løsning hvorfra væsken må fordampes. En alkalisk løsning av natriumsulfat kan oppnås ved å løse opp sulfidet i oksygenert vann.

Den rene vannfrie forbindelsen tiosulfat er resultatet av reaksjonen av et natriumsalt og salpetersyre med svovel i et stoff kjent som formamid. Syntesereaksjonen skjer ved en temperatur på 80 °C og varer omtrent en halv time; produktene er tiosulfat og dets oksid.

I alle kjemiske reaksjoner virker hyposulfitt som et sterkt reduksjonsmiddel. I reaksjoner med sterke oksidasjonsmidler oksideres Na 2 S 2 O 3 til sulfat eller svovelsyre, og med svake - til tetrationsalt. Oksydasjonsreaksjonen av tiosulfat er grunnlaget for den jodometriske metoden for å bestemme stoffer.

Samspillet mellom natriumtiosulfat og fritt klor, som er et sterkt oksidasjonsmiddel og giftig stoff, fortjener spesiell oppmerksomhet. Hyposulfitt oksideres lett av klor og omdanner det til ufarlige vannløselige forbindelser. Dermed forhindrer denne forbindelsen de destruktive og giftige effektene av klor.

Under industrielle forhold utvinnes tiosulfat fra gassproduksjonsavfall. Det vanligste råmaterialet er lysende gass, som frigjøres under forkoksingsprosessen av kull og inneholder hydrogensulfid-urenheter. Kalsiumsulfid syntetiseres fra det, som blir utsatt for hydrolyse og oksidasjon, hvoretter det kombineres med natriumsulfat for å produsere tiosulfat. Til tross for flertrinnsprosessen regnes denne metoden som den mest kostnadseffektive og miljøvennlige metoden for utvinning av hyposulfitt.

Hva du trenger å vite om natriumtiosulfat

Systematisk navn	Natriumtiosulfat
Tradisjonelle navn	Natriumdisulfid, natriumhyposulfitt (natrium) brus, antiklor
Internasjonal merking	E539
Kjemisk formel	Na2S2O3
Gruppe	Uorganiske tiosulfater (salter)
Aggregeringstilstand	Fargeløse monokliniske krystaller (pulver)
Løselighet	Løselig i, uløselig i
Smeltepunkt	50 °C
Kritisk temperatur	220 °C
Egenskaper	Reduktiv (antioksidativ), kompleksdannende
Kategori for kosttilskudd	Surhetsregulerende midler, antiklumpemidler (anti-kakemidler)
Opprinnelse	Syntetisk
Giftighet	Ikke studert, stoffet er betinget trygt
Bruksområder	Mat, tekstil, lærindustri, fotografi, legemidler, analytisk kjemi

Natriumtiosulfat: påføring

Natriumdisulfid ble brukt til en rekke formål lenge før forbindelsen ble inkludert i kosttilskudd og medisiner. Antiklor ble brukt til å impregnere gasbind og gassmaskefiltre for å beskytte luftveiene mot giftig klor under første verdenskrig.

Moderne bruksområder for hyposulfitt i industrien:

behandling av fotografisk film og opptak av bilder på fotografisk papir;
deklorering og bakteriologisk analyse av drikkevann;
fjerning av klorflekker ved bleking av stoffer;
utvasking av gullmalm;
produksjon av kobberlegeringer og patina;
skinnbruning.

Natriumsulfat brukes som reagens i analytisk og organisk kjemi; det nøytraliserer sterke syrer og nøytraliserer tungmetaller og deres giftige forbindelser. Reaksjonene av tiosulfat med forskjellige stoffer er grunnlaget for jodometri og bromometri.

Mattilsetning E539

Natriumtiosulfat er ikke et mye brukt mattilsetningsstoff og er ikke fritt tilgjengelig på grunn av ustabiliteten til forbindelsen og toksisiteten til dens nedbrytningsprodukter. Hyposulfitt er involvert i teknologiske prosesser for produksjon av spiselig iodisert salt og bakeprodukter som surhetsregulerende middel og antiklumpemiddel.

Tilsetningsstoff E539 fungerer som en antioksidant og konserveringsmiddel i produksjon av hermetiske grønnsaker og fisk, desserter og alkoholholdige drikker. Dette stoffet er også en del av kjemikaliene som brukes til å behandle overflaten av ferske, tørkede og frosne grønnsaker og frukt.

Konserveringsmiddel og antioksidant E539 brukes for å forbedre kvaliteten og øke holdbarheten til slike produkter:

ferske og frosne grønnsaker, frukt, sjømat;
, nøtter, frø;
grønnsaker, sopp og tang, hermetisert eller olje;
syltetøy, gelé, kandiserte frukter, fruktpuréer og fyll;
fersk, frossen, røkt og tørket fisk, sjømat, hermetikk;
mel, stivelse, sauser, krydder, eddik, ;
hvitt og sukkerrør, søtningsmidler (dekstrose og), sukkersiruper;
frukt- og grønnsaksjuice, søtt vann, lavalkoholdrikker, druedrikker.

Ved produksjon av bordjodisert salt brukes mattilsetningsstoffet E539 for å stabilisere jod, noe som kan forlenge produktets holdbarhet betydelig og bevare dets næringsverdi. Maksimal tillatt konsentrasjon av E539 i bordsalt er 250 mg per 1 kg.

I baking brukes natriumtiosulfat aktivt som en del av ulike tilsetningsstoffer for å forbedre produktkvaliteten. Bakeforbedrende midler er enten oksidative eller reduktive. Antiklumpemiddel E539 er en gjenopprettende forbedring som lar deg endre egenskapene.

Deig laget av tett mel med kortrivende gluten er vanskelig å behandle, kaker, når ikke det nødvendige volumet og sprekker under baking. Anti-kakemiddel E539 ødelegger disulfidbindinger og strukturerer glutenproteiner, som et resultat av at deigen hever seg godt, krummen blir løs og elastisk, og skorpen sprekker ikke under baking.

På bedrifter tilsettes et antiklumpemiddel til mel sammen med gjær rett før elting av deigen. Tiosulfatinnholdet i mel er 0,001-0,002% av massen, avhengig av produksjonsteknologien til bakeriproduktet. Sanitære standarder for tilsetningsstoffet E539 er 50 mg per 1 kg hvetemel.

Antiklumpemiddel E539 brukes i teknologiske prosesser i strenge doser, så det er ingen risiko for tiosulfatforgiftning ved inntak av melprodukter. Mel beregnet for detaljhandel behandles ikke før salg. Innenfor normale grenser er tilskuddet trygt og har ingen giftig effekt på kroppen.

Bruk i medisin og dens effekt på kroppen

Sodahyposulfitt er inkludert i Verdens helseorganisasjons liste over essensielle medisiner som en av de mest effektive og sikre medisinene. Det administreres subkutant, intramuskulært og intravenøst som en injeksjonsløsning eller brukes som et eksternt middel.

På begynnelsen av det tjuende århundre ble natriumtiosulfat først brukt som motgift mot blåsyreforgiftning. I kombinasjon med natriumnitritt anbefales tiosulfat ved spesielt alvorlige tilfeller av cyanidforgiftning og administreres intravenøst for å omdanne cyanidet til ikke-toksiske tiocyanater, som deretter trygt kan skilles ut fra kroppen.

Medisinsk bruk av natriumsulfat:

Effekten av hyposulfitt på menneskekroppen når den konsumeres oralt har ikke blitt studert, så det er umulig å bedømme fordelene og skadene til stoffet i sin rene form eller som en del av matvarer. Det har ikke vært noen tilfeller av forgiftning med tilsetningsstoffet E539, så det anses generelt som ikke-giftig.

Natriumtiosulfat og lovgivning

Natriumtiosulfat er inkludert i listen over mattilsetningsstoffer som er godkjent for bruk i matproduksjon i Russland og Ukraina. Antiklumpemiddel og surhetsregulator E539 brukes i henhold til etablerte sanitære og hygieniske standarder utelukkende til industrielle formål.

På grunn av at effekten av kjemikaliet på menneskekroppen ved oral administrering ennå ikke er undersøkt, er tilsetningsstoffet E539 ikke godkjent for bruk i EU og USA.

Estere av svovelsyre inkluderer dialkylsulfater (RO2)SO2. Dette er høytkokende væsker; lavere er løselige i vann; i nærvær av alkalier danner de alkohol og svovelsyresalter. Lavere dialkylsulfater er alkyleringsmidler.

Dietylsulfat(C2H5)2SO4. Smeltepunkt -26°C, kokepunkt 210°C, løselig i alkoholer, uløselig i vann. Oppnådd ved å reagere svovelsyre med etanol. Det er et etyleringsmiddel i organisk syntese. Trenger gjennom huden.

Dimetylsulfat(CH 3) 2 SO 4. Smeltepunkt -26,8°C, kokepunkt 188,5°C. Løselig i alkoholer, dårlig løselig i vann. Reagerer med ammoniakk i fravær av løsemiddel (eksplosivt); sulfonerer noen aromatiske forbindelser, slik som fenolestere. Oppnådd ved å reagere 60% oleum med metanol ved 150 ° C. Det er et metyleringsmiddel i organisk syntese. Kreftfremkallende, påvirker øyne, hud, luftveier.

Natriumtiosulfat Na2S2O3

Et salt av tiosvovelsyre der de to svovelatomene har forskjellige oksidasjonstilstander: +6 og -2. Krystallinsk substans, svært løselig i vann. Det produseres i form av krystallinsk hydrat Na 2 S 2 O 3 5H 2 O, vanligvis kalt hyposulfitt. Fremstilt ved å reagere natriumsulfitt med svovel ved koking:

Na 2 SO 3 + S=Na 2 S 2 O 3

Som tiosvovelsyre er det et sterkt reduksjonsmiddel. Det oksideres lett av klor til svovelsyre:

Na 2 S 2 O 3 +4Cl 2 + 5H 2 O=2H 2 SO 4 + 2NaCl+6HCl

Bruken av natriumtiosulfat for å absorbere klor (i de første gassmaskene) var basert på denne reaksjonen.

Oksydasjonen av natriumtiosulfat med svake oksidasjonsmidler skjer noe annerledes. I dette tilfellet dannes salter av tetrationsyre, for eksempel:

2Na 2 S 2 O 3 + I 2 = Na 2 S 4 O 6 + 2 NaI

Natriumtiosulfat er et biprodukt i produksjonen av NaHSO 3, svovelfargestoffer, under rensing av industrigasser fra svovel. Brukes til å fjerne spor av klor etter bleking av tekstiler, for å trekke ut sølv fra malm; Det er et fikseringsmiddel i fotografering, et reagens i jodometri, en motgift mot forgiftning med arsen- og kvikksølvforbindelser, og et anti-inflammatorisk middel.

Leksjonens motto:

"Bare å vite er ikke alt, kunnskap må brukes."

Leksjonens mål:

Pedagogisk:

utvide elevenes forståelse av hastigheten til kjemiske reaksjoner;
forstå essensen av massehandlingsloven (LMA);
introdusere elevene til nye begreper (homogene og heterogene reaksjoner);
eksperimentelt studere avhengigheten av hastigheten til en kjemisk reaksjon på konsentrasjonen av reaktanter.

Pedagogisk:

fortsette å utvikle elevenes eksperimentelle ferdigheter;
utvikle evnen til å arbeide i grupper og individuelt;
fortsette dannelsen av kjemisk tenkning, utvikling av tale, hukommelse, kognitiv interesse for emnet, uavhengighet og evnen til å trekke konklusjoner.

Pedagogisk:

utvikle evnen til å arbeide i par og kommunikasjonsevner.

Utstyr:

For læreren

På elevens skrivebord

Reagenser: Natriumtiosulfat, svovelsyre, vann, aluminium, jod.

I løpet av timene

1. Innledende del: budskap om emnet i timen, elevenes humør for timen.

Lærer. Kinetikk er en gren av kjemi som inkluderer studiet av emner som reversibiliteten av kjemiske reaksjoner, den termiske effekten av reaksjoner, hastigheten på kjemiske reaksjoner og kjemisk likevekt. Vi starter med et emne hvis navn du må gjette (emnet på tavlen er lukket; jeg viser et eksperiment som viser avhengigheten av reaksjonshastigheten til interaksjonen mellom aluminium og krystallinsk jod på katalysatoren).

Spørsmål til klassen. Hvorfor starter vi studiet av kjemisk kinetikk med dette emnet?

Temaet for hastigheten på kjemiske reaksjoner er relevant, siden forskjellige prosesser hele tiden skjer rundt oss og hastigheten deres er forskjellig. Disse prosessene er viktige og forekommer i alle hjørner av naturen og menneskelivet. (Bilde 1). Diskusjon blant gutta - sammenligning av hastighetene til de foreslåtte reaksjonene. Klassen kommer til konklusjon: alle prosesser skjer med forskjellige hastigheter.

Spørsmål til klassen:

1. Hva er reaksjonshastigheten? Hvilken av følgende formler tilsvarer hastigheten kjemisk reaksjoner?

2. I hvilke enheter måles hastigheten på kjemiske reaksjoner?

Det er viktig ikke bare å vite hastigheten på en kjemisk reaksjon, men også å lære å kontrollere den. For hva? For å fremskynde den ønskede reaksjonen og senke den uønskede. Som Goethe sa: "Bare kunnskap er ikke alt, kunnskap må brukes." La oss se på skjermen: figuren viser avhengigheten av reaksjonshastigheten på visse eksterne faktorer (figur 2).

3. Hvilke faktorer påvirker hastigheten på kjemiske reaksjoner?

Gutta navngir temperaturen, katalysatoren, stoffenes natur, kontaktområdet til de reagerende stoffene, og gir eksempler der påvirkningen av de oppførte faktorene observeres.

2. Hoveddel.

Lærer. Hvilken faktor er ikke her, men påvirker hastigheten på kjemiske reaksjoner?

Dette er konsentrasjonen av reagerende stoffer; det øker reaksjonshastigheten i flytende og gassformige medier. Derfor vil vi i denne leksjonen eksperimentelt studere effekten av konsentrasjonen av stoffer på hastigheten til kjemiske prosesser. I 9. klasse var det en opplevelse av sinks interaksjon med fortynnet og konsentrert saltsyre, og i 10. klasse bruker vi reaksjonen av natriumtiosulfat med svovelsyre.

Litt om natriumtiosulfat: den kjemiske formelen er Na 2 S 2 O 3, den er mye brukt i medisin. I fotografering er det kjent som fikseringssalt. Det brukes til å fjerne udekomponert sølvbromid fra plater, papir eller film. Denne prosessen er basert på natriumtiosulfats evne til å danne en forbindelse med sølvbromid som er løselig i vann. Filmer behandlet med det og grundig vasket med vann blir ufølsomme for ytterligere eksponering for lys.

Betydningen av den kjemiske reaksjonen som ligger til grunn for eksperimentet: når natriumtiosulfat interagerer med svovelsyre, observeres turbiditet - utseendet til rent svovel (et tegn på en kjemisk reaksjon). Denne reaksjonen skjer i to trinn.

Trinn I: Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H2S2O3(tiosvovelsyre)

Trinn II: H 2 S 2 O 3 = H 2 SO 3 + S v

Svovel er et uløselig stoff i vann, og det er grunnen til at det dannes sedimenter. Før du starter eksperimentet, la oss se på tabellen som er på skrivebordet ditt - instruksjoner for gjennomføring av eksperimentet (Figur 3). Det indikerer konsentrasjonen av natriumtiosulfat i dråper (betinget konsentrasjon). Vi vil endre det ved hjelp av vann. Konsentrasjonen av svovelsyre forblir uendret - 1 dråpe. I den tilstøtende kolonnen bruker du en blyant til å skrive ned tidspunktet for reaksjonen. Hva regnes som starttidspunktet for reaksjonen? Vi anser øyeblikket for drenering av løsningene av natriumtiosulfat, vann og svovelsyre som null, så teller du tiden til uklarhet vises. For bedre å se dannelsen av svovel i reaksjonen, bruk svart papir.

La oss gjøre et foreløpig eksperiment på samspillet mellom natriumtiosulfat og svovelsyre og notere reaksjonstiden (second hand).

Etter eksperimentet plotter vi reaksjonstidens avhengighet av konsentrasjonen av natriumtiosulfat (figur 4). Vi lager en halvsides graf. Vi legger konsentrasjonen i dråper, tid i sekunder. Det er avsatt 10 minutter til arbeid. Kom i gang.

La oss se på resultatene av eksperimentet. På tavla legger eleven inn dataene sine i en forhåndsutarbeidet tabell. Jeg sammenligner det med dataene mine (jeg utførte eksperimentet dagen før). Jeg noterer hvilke av parene som utførte eksperimentet mer nøyaktig. Eleven tegner deretter en graf over reaksjonstid kontra natriumtiosulfatkonsentrasjon. Klassen gjør det konklusjon:

hastigheten på en kjemisk reaksjon avhenger av konsentrasjonen. Jo større den er, jo høyere reaksjonshastighet.

Spørsmål til klassen:

1. Hvorfor øker hastigheten på en kjemisk reaksjon, fordi med økende konsentrasjon avtar reaksjonstiden? (svaret er et omvendt proporsjonalt forhold mellom hastighet og tid - se formelen).

2. Hvordan ser en graf over reaksjonshastighet mot tid ut? Gutta bygger en graf (Figur 5). Hvorfor?

Avhengigheten av hastigheten til en kjemisk reaksjon på konsentrasjonen av stoffer er uttrykt av massehandlingsloven (LMA), oppdaget på 1800-tallet. For eksempel for en betinget reaksjon

hastigheten til en kjemisk reaksjon er lik produktet av hastighetskonstanten for den kjemiske reaksjonen k ved de molare konsentrasjonene av reaktantene hevet til styrken til deres støkiometriske koeffisienter, om nødvendig: ? = k S A C B 2

Hvor S A Og C B– molar konsentrasjon av stoffene A og B, mol/l.

Fysisk sans k : ved C A = C B = 1 mol/l, da k=v.

Men her er det viktig å vurdere i hvilke omgivelser reaksjonen finner sted: homogen eller heterogen. I følge ZDM skrives konsentrasjonene av stoffer i oppløste og gassformige tilstander inn i uttrykket for reaksjonshastigheten. Hvis stoffet er i fast tilstand, blir konsentrasjonen neglisjert (to elever går til tavlen for å skrive ned et uttrykk for reaksjonshastigheten i et homogent og heterogent medium):

2SO2 + O2 = 2SO3	C + O 2 = CO 2
v = k C O2 C 2 SO2	v = k Med O2

Det vil si at ZDM er gyldig for homogene reaksjoner. Hvordan ser uttrykket for hastigheten til en kjemisk reaksjon ut for en homogen og heterogen reaksjon?

For en homogen reaksjon:

For en heterogen reaksjon:

Kontroll. For å forsterke emnet svarer elevene på testspørsmål (Figur 6).

Deretter sjekker elevene alle svarene med skjermen der svarene projiseres for verifisering (Figur 7).

Leksjonsoppsummering: vi utdypet vår kunnskap om temaet hastigheten på kjemiske reaksjoner og eksperimentelt studerte effekten av konsentrasjonen av stoffer på reaksjonshastigheten. Jeg tror at du har tilegnet deg ny kunnskap og ferdigheter som vil være nyttige for deg i fremtiden. Og til slutt et lite ønske på kjemisk språk.

IV. Speilbilde.

Jeg ønsker deg ikke med høye ord,
For ikke å eksplodere som hydrogen ved feil
Hva er det neste for deg?
Og de var ikke inerte, som neon, på veien,
Noe du ikke har sett ennå.

Vær tålmodig som skjebnen
Ikke oksider som alkalimetallgruppe,
Alltid hardtarbeidende
I mange, mange år.

La det bli færre hemmere,
Som en byrde som noen ganger bremser veien.
La det bli flere individer
Den talentfulle og kreative av deg.

Vær aktiv i vårt gale liv,
Som en fri radikal.
Katalysatorer er lovet deg underveis
Kjærlighet, tålmodighet og vennlighet.

1. Effekten av konsentrasjon på reaksjonshastigheten av natriumtiosulfat med svovelsyre . Hell 0,1 N i tre reagensglass. natriumtiosulfatløsning: første - 5 ml, andre - 10 ml og tredje - 15 ml. Etter dette, tilsett 10 ml til det første reagensglasset, og 5 ml destillert vann til det andre. Hell deretter 5 ml 0,1 N i tre andre reagensglass. svovelsyreløsning. Tøm de tilberedte løsningene i par, noe som resulterer i en reaksjon

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O+S

Bruk en stoppeklokke, legg merke til hvor lang tid det tar før svovelet vises i hvert reagensrør. Registrer resultatene i følgende tabell:

Tabell 9.1

Hvilken konklusjon kan trekkes fra dataene som er innhentet?

2. Avhengighet av reaksjonshastighet på temperatur . Temperaturens innflytelse på reaksjonshastigheten for interaksjon av natriumtiosulfat med svovelsyre. Forbered seks identiske glass. Hell 15 ml 0,1 N i tre glass. natriumtiosulfatløsning, og i de tre andre glassene - 15 ml 0,1 N. svovelsyreløsning. Varm opp det ene glasset med løsninger av natriumtiosulfat og svovelsyre i et vannbad til en temperatur 10 °C høyere, og det andre glasset 20 °C høyere enn romtemperatur i 15–20 minutter, og overvåk vanntemperaturen med en termometer. Mens løsningene varmes opp, tøm de resterende natriumtiosulfat- og svovelsyreløsningene ved romtemperatur. Legg merke til tidspunktet når svovel vises i glassene. Gjør det samme med oppvarmede løsninger. Skriv de innhentede dataene inn i tabellen:

Tabell 9.2

Hvilke konklusjoner kan trekkes angående effekten av temperatur på reaksjonshastigheten fra de oppnådde resultatene?

3. Studerer reaksjonshastigheten for nedbrytning av hydrogenperoksid . Hydrogenperoksid spaltes spontant sakte i henhold til ligningen: H 2 O 2 =H 2 O + 1/2O 2. Hastigheten av denne prosessen kan økes ved å introdusere en katalysator og vurderes ved mengden oksygen som frigjøres over en viss tidsperiode. Eksperimentet utføres i enheten vist i fig. 2. Hell vann i byretten gjennom en trakt til omtrentlig null-merket, tett tett byretthullet med en propp med et glassrør. Bruk en trakt, hell 1 ml av en løsning av jern III-klorid - katalysator i den ene albuen av Landolt-karet. Bruk en trakt, hell hydrogenperoksid i konsentrasjonen spesifisert av læreren i det andre kneet. Koble deretter Landolt-kolben til byretten ved hjelp av en propp med et gassutløpsrør. Kontroller tettheten til enheten. Plasser Landolt-karet i en termostat ved innstilt temperatur og hold i 10–15 minutter. Still inn samme vannnivå i utjevningstrakten og byretten, skriv ned nivåverdien. Vipp Landolt-kolben for å bringe hydrogenperoksydet i kontakt med katalysatoren. Hvert 1–2 minutt i 30 minutter, mål volumet av oksygen som frigjøres V τ . Registrer måleresultatene i tabellen. 9.3.

Tabell 9.3

Etter fullstendig dekomponering av hydrogenperoksid, avkjøl Landolt-karet til termostatens starttemperatur, og mål igjen volumet av fullstendig frigjort oksygen V ∞. I følge tabellen. 9.3 og i henhold til formelen

beregne reaksjonshastighetskonstanten. Lag en avhengighetsgraf:

Bestem reaksjonshastighetskonstanten fra tangenten til helningsvinkelen til den rette linjen til abscisseaksen og sammenlign med den aritmetiske middelverdien (9.17). Det anbefales å utføre eksperimenter ved to temperaturer: 15–25 °C og 30–40 °C.

Basert på verdiene til reaksjonshastighetskonstanten for to temperaturer ved å bruke formelen:

hvor R=8,314 J/mol∙K, beregn aktiveringsenergien til nedbrytningsreaksjonen av hydrogenperoksid.

4.Påvirkning av reagenskonsentrasjoner på kjemisk likevekt . Når en løsning av jern(III)klorid reagerer med kaliumtiocyanat, dannes løselige stoffer og fargen på løsningene endres. Reaksjonen er reversibel:

FeCl3 +3KCNS Fe(CNS)3 +3KC1

Skriv ned i tabellen fargene på løsninger av alle stoffene i systemet:

Tabell 9.4.

Bland 5 ml løsninger av jern(III)klorid og kaliumtiocyanat i et reagensrør. Legg merke til fargen på den resulterende løsningen. Angi stoffet som gir farge til systemet. Hell den resulterende løsningen i fire reagensglass i så like deler som mulig. Tilsett litt konsentrert løsning av jernklorid i det første reagensglasset, en løsning av kaliumtiocyanat i det andre, og litt krystallinsk kaliumklorid i det tredje. La det fjerde reagensglasset stå for sammenligning. Sammenlign fargen på løsningene i reagensglassene og angi i hvilken retning likevekten skiftet når FeCl 3, KSCN og KCl ble tilsatt. Skriv en ligning for likevektskonstanten til reaksjonen som er studert.

5. Effekt av temperaturendringer på kjemisk likevekt . Når jod virker på stivelse, dannes en svak forbindelse med kompleks sammensetning, farget blå. Likevekten til systemet kan grovt representeres ved følgende ligning:

Stivelse + jod stivelse jodkompleks

Hell 2-3 ml stivelsesløsning i et reagensrør og tilsett noen dråper jodvann til løsningen blir blå. Varm opp reagensrøret til løsningen blir klar, og avkjøl deretter til den blå fargen kommer tilbake. Bestem hvilken reaksjon (direkte eller omvendt) som er eksoterm og hvilken som er endoterm. Forklar endringen i farge ved oppvarming og avkjøling.