2. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΧΗΜΙΚΗΣ

ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ

                  

    Η άσκηση αυτή στηρίζεται στην αντίδραση  
    Na2S2O3 + 2HCl   2NaCl + S + SO2 + H2O  
η οποία χρησιμοποιήθηκε μεν για να αποδειχθεί η μεταβολή της ταχύτητας με την μεταβολή της συγκέντρωσης,  σπάνια όμως με την διεξαγωγή μετρήσεων. Όσες φορές όμως χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις, αυτές έγιναν με χρονοβόρες διαδικασίες.  Η μέθοδος που προτείνεται απαιτεί διάρκεια 15 - 20 λεπτών, μαζί με την κατασκευή διαγράμματος.

                      ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΟΡΓΑΝΑ:

 1) Ποτήρι βρασμού των 400 mL  

 2) Τρεις ογκομετρικοί κύλινδροι  

 3) Χρονόμετρο (απλό ρολόι με δυνατότητα μέτρησης λεπτών) 

 4) Ανακλαστικός προβολέας 

 

                  ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΙΑ:

1) Διάλυμα  Na2S2O35H2O  περίπου 0,3Μ  δηλαδή περίπου 60 - 90  g/L.

2) Διάλυμα  HCl  1 - 4 N

  

                 ΠΡΟΦΥΛΑΞΕΙΣ:
    Το διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, να μην έρθει σε επαφή με το δέρμα ή τα ρούχα.
 Αν όμως συμβεί κάτι τέτοιο, θα πρέπει να πλυθούμε με άφθονο νερό. Υπενθυμίζουμε ότι σε κάθε επίδειξη πειράματος, όσο ακίνδυνο και άν είναι, πρέπει ο διδάσκων να φορά προστατευτικά γυαλιά και λευκό επενδύτη.  

      ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ:

Στο ποτήρι των 400 mL, θα αναμειγνύουμε το διάλυμα Na2S2O3, νερό και το διάλυμα HCl, έτσι ώστε η συγκέντρωση του HCl στο τελικό διάλυμα, να παραμένει σταθερή σε κάθε μέτρηση και να αλλάζει μόνον η συγκέντρωση του Na2S2O3 (όπως φαίνεται στον πίνακα).Τελευταίο θα ρίχνουμε το διάλυμα υδροχλωρίου και θα αρχίζουμε την χρονομέτρηση. Στην συνέχεια θα ανακινούμε το ποτήρι, ώστε να γίνει ανάδευση και θα το τοποθετούμε στην επιφάνεια του ανακλαστικού προβολέα, στην οποία προηγουμένως θα έχουμε τοποθετήσει μικρή διαφάνεια με σχηματισμένο έναν κύκλο.   Το S που θα παράγεται σύμφωνα με την αντίδραση

         Na2S2O3  + 2HCl    2NaCl + S + SO2 + H2O       
θα καθιστά αδιαφανές το τελικό διάλυμα. Η παύση της χρονομέτρησης θα σηματοδοτείται όταν δεν θα διακρίνεται πλέον ο κύκλος στην οθόνη λόγω του θολώματος που θα προκαλείται στο διάλυμα.  

Ο χρόνος εξαφάνισης του κύκλου είναι αντιστρόφως ανάλογος της ταχύτητας της χημικής αντίδρασης. Επομένως το αντίστροφο του χρόνου (1/t.) αποτελεί μέτρο της ταχύτητας.  

         Στην συνέχεια θα κατασκευάσουμε γραφική παράσταση όπου στον άξονα των x (των τετμημένων) θα τοποθετούμε τις σχετικές συγκεντρώσεις του Na2S2O3  όπως φαίνεται στον πίνακα και στον άξονα των ψ (των τεταγμένων) το αντίστροφο του χρόνου ( 1/t) , δηλαδή την σχετική ταχύτητα.

         

ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ:

           Πρώτη μέτρηση : Στο ποτήρι των 400 mL ρίχνουμε 20 mL του διαλύματος Na2S2O3 και 50 mL νερού. Στην συνέχεια προσθέτουμε, σχετικώς σύντομα, 10 mL του διαλύματος HCl και αρχίζουμε την χρονομέτρηση. Αφού αναδεύσουμε το διάλυμα, τοποθετούμε το ποτήρι πάνω στον ανακλαστικό προβολέα, στον οποίο βρίσκεται η μικρή διαφάνεια με το σχήμα του κύκλου. Η χρονομέτρηση θα σταματήσει όταν παύσει να φαίνεται ο κύκλος στην οθόνη.  

    Διάλυμα  Na2S2O3   mL

  Νερό     mL

 Συγκέντρωση     Na2S2O3 

     sec  1/t     10 -3
           20         50  20C / 80 = 0,25C                     
          30         40  30C / 80 = 0,375C                     
          40        30  40C / 80 = 0,50C                   

 C: η αρχική συγκέντρωση του διαλύματος θειοθειικού νατρίου

Στην συνέχεια επαναλαμβάνουμε τις άλλες δύο μετρήσεις με τις ποσότητες που υποδεικνύονται και συμπληρώνουμε τον πίνακα με τις χρονομετρήσεις και την ποσότητα 1/t  
     Οι τρεις μετρήσεις είναι αρκετές διότι μαζί με την αρχή των αξόνων έχουμε 4 σημεία που πρέπει να είναι σε ευθεία γραμμή.  

Από την ευθεία που εμφανίζεται στην γραφική παράσταση , αναπτύσσουμε στο ακροατήριο τα συμπεράσματα.

Δείτε το video

Επισροφή