ΕΚΦΕ ΣΕΡΡΩΝ Εργαστηριακές Ασκήσεις Εργαστηριακές ΑσκήσειςΧημείας B΄Λυκείου (κατεύθυνσης) Επιμέλεια: Θανασούλιας Αλέξης Χημικός Σχολ.Έτος:

«Ταχύτητα αντίδρασης και παράγοντες που την επηρεάζουν» και παράγοντες που την επηρεάζουν»

ΟΡΓΑΝΑ 1.Ογκομετρικός κύλινδρος 10ml ή σιφώνιο πληρώσεως μικροί και 10 μεγάλοι δοκιμαστικοί σωλήνες. 3. Ογκομετρική φιάλη 250 ml ή ογκομετρικός κύλινδρος 250 ml 4. Ποτήρι ζέσεως των 250 ml 5. Χρονόμετρο. 6. Δύο θερμόμετρα C 7. Ζυγαριά με ακρίβεια 2 ου δεκαδικού ψηφίου. ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ 1. Διάλυμα KIO 3 0,02Μ 2. Διάλυμα Na 2 SO 3 0,02Μ που περιέχει 0,4% w/w άμυλο. άμυλο. 3. Διάλυμα HCl 1Μ

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ Παρασκευή 250ml διαλύματος ΚΙΟ 3 0,02Μ (Διάλυμα A ) α.Ζυγίζουμε σε ύαλο ωρολογίου 1,07 gr (0,005mol) KIO 3. α.Ζυγίζουμε σε ύαλο ωρολογίου 1,07 gr (0,005mol) KIO 3. β.Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο, σε ογκομετρική φιάλη 250ml. β.Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο, σε ογκομετρική φιάλη 250ml. γ.Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 250 ml. γ.Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 250 ml.

2.Παρασκευή 250 ml όξινου διαλύματος Na 2 SO 3 0,02Μ που περιέχει 0,4% w/w άμυλο.(Διάλυμα Β). α. Ζυγίζουμε σε ύαλο ωρολογίου 0,63gr (0,005 mol) κρυσταλλικού Na 2 SO 3. β. Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο σε ογκομετρική φιάλη των 250 ml χρησιμοποιώντας 50 ml περίπου απιονισμένο νερού, γ. Ζυγίζουμε 1gr αμύλου. Το διαλύουμε σε μια ύαλο ωρολογίου με λίγο νερό ώστε να δημιουργηθεί ένα παχύρευστο υγρό. Το περιεχόμενο αυτό το μεταφέρουμε σε ποτήρι ζέσεως με 150ml νερό που θερμαίνεται με συνεχή ανάδευση μέχρι το διάλυμα να γίνει διαυγές. Μεταφέρουμε το περιεχόμενο του ποτηριού σε ογκομετρική φιάλη των 250ml. δ. Προσθέτουμε για οξίνιση 10ml HCl 1Μ. δ. Προσθέτουμε για οξίνιση 10ml HCl 1Μ. ε. Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό μέχρι τα 250ml. ε. Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό μέχρι τα 250ml.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1.Επίδραση της συγκέντρωσης Σε πέντε μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες, ρίχνουμε από 10 ml όξινο διάλυμα Na 2 SO 3 0,02Μ που περιέχει 0,4% w/w άμυλο. Σε πέντε μεγάλους δοκιμαστικούς σωλήνες δημιουργούμε διαλύματα ΚΙΟ 3,με διάφορες συγκεντρώσεις, προσθέτοντας σε ποσότητες διαλύματος ΚΙΟ 3 0,02Μ, συγκεκριμένες ποσότητες απιονισμένου νερού όπως φαίνεται στον Πίνακα Ι α/α V KIO3 (ml) V H2O (ml) ΠΙΝΑΚΑΣ Ι

Αδειάζουμε το περιεχόμενο του μικρού σωλήνα στο μεγάλο και αμέσως αρχίζουμε την καταμέτρηση του χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το μπλε χρώμα που οφείλεται στην επίδραση του ιωδίου στο άμυλο. Ταυτόχρονα αναδεύουμε συνεχώς. Αδειάζουμε το περιεχόμενο του μικρού σωλήνα στο μεγάλο και αμέσως αρχίζουμε την καταμέτρηση του χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το μπλε χρώμα που οφείλεται στην επίδραση του ιωδίου στο άμυλο. Ταυτόχρονα αναδεύουμε συνεχώς. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τις διαφορετικές συγκεντρώσεις του διαλύματος ΚΙΟ 3. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τις διαφορετικές συγκεντρώσεις του διαλύματος ΚΙΟ 3.

Υπολογίζουμε τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων στο τελικό διάλυμα των 20ml (10ml+10ml). Υπολογίζουμε τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων στο τελικό διάλυμα των 20ml (10ml+10ml). Για κάθε διαφορετική συγκέντρωση του ΚΙΟ 3, υπολογίζουμε την ταχύτητα της αντίδρασης από τη μεταβολή της συγκέντρωσης του Na 2 SO 3 που αντιδρά πλήρως στο τέλος του αντίστοιχου χρόνου. Για κάθε διαφορετική συγκέντρωση του ΚΙΟ 3, υπολογίζουμε την ταχύτητα της αντίδρασης από τη μεταβολή της συγκέντρωσης του Na 2 SO 3 που αντιδρά πλήρως στο τέλος του αντίστοιχου χρόνου. U αντ = - (C τελ. Na2SO3 - C αρχ.Na2SO3 )/3Δt = U αντ = - (C τελ. Na2SO3 - C αρχ.Na2SO3 )/3Δt = = (0 + C αρχ.Na2SO3 )/3Δt = C αρχ.Na2SO3 /3Δt = (0 + C αρχ.Na2SO3 )/3Δt = C αρχ.Na2SO3 /3Δt Στην περίπτωσή μας, αυτή η ταχύτητα είναι: Στην περίπτωσή μας, αυτή η ταχύτητα είναι: U αντ = 10/3Δt σε mmol/L.s U αντ = 10/3Δt σε mmol/L.s

ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ α/α C KIO3 x10 -3 mmol/L C Na2SO3 x10 -3 mmol/LΧρόνος Δt (s) Ταχύτητα U (mmol/L.s) ,180, ,850, ,120, ,560, ,430,27

Με τα δεδομένα του πίνακα κάνουμε τη γραφική παράσταση της ταχύτητας της αντίδρασης σε συνάρτηση με τη συγκέντρωση του ΚΙΟ 3. Από το διάγραμμα διαπιστώνουμε ότι η ταχύτητα της αντίδρασης είναι γραμμική συνάρτηση της συγκέντρωσης του ΚΙΟ 3. Με τα δεδομένα του πίνακα κάνουμε τη γραφική παράσταση της ταχύτητας της αντίδρασης σε συνάρτηση με τη συγκέντρωση του ΚΙΟ 3. Από το διάγραμμα διαπιστώνουμε ότι η ταχύτητα της αντίδρασης είναι γραμμική συνάρτηση της συγκέντρωσης του ΚΙΟ 3. Δηλαδή η αντίδραση: Δηλαδή η αντίδραση: 2JO 3 - (aq) + 5HSO 3 - (aq) J 2 (s) + 5SO 4 -2 (aq) + 3H + (aq) + H 2 O (l) 2JO 3 - (aq) + 5HSO 3 - (aq) J 2 (s) + 5SO 4 -2 (aq) + 3H + (aq) + H 2 O (l) είναι πρώτης τάξης ως προς το ΚΙΟ 3 είναι πρώτης τάξης ως προς το ΚΙΟ 3

2. Επίδραση της θερμοκρασίας 2. Επίδραση της θερμοκρασίας Σε πέντε μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες ρίχνουμε από 10ml όξινο διάλυμα Na 2 SO 3 0,02Μ που περιέχει 0,4% w/w άμυλο. Σε πέντε μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες ρίχνουμε από 10ml όξινο διάλυμα Na 2 SO 3 0,02Μ που περιέχει 0,4% w/w άμυλο. Σε πέντε μεγάλους δοκιμαστικούς σωλήνες Σε πέντε μεγάλους δοκιμαστικούς σωλήνες δημιουργούμε διαλύματα των 10ml ΚΙΟ 3 0,01Μ, προσθέτοντας 5 ml διαλύματος ΚΙΟ 3 0,02Μ και 5 ml νερού στον κάθε ένα. δημιουργούμε διαλύματα των 10ml ΚΙΟ 3 0,01Μ, προσθέτοντας 5 ml διαλύματος ΚΙΟ 3 0,02Μ και 5 ml νερού στον κάθε ένα. Παίρνουμε ένα μικρό και ένα μεγάλο δοκιμαστικό σωλήνα, τοποθετούμε από ένα θερμόμετρο στον κάθε ένα και τα βυθίζουμε σε υδρόλουτρο θερμοκρασίας π.χ. 5 0 C (στο ψυγείο). Παίρνουμε ένα μικρό και ένα μεγάλο δοκιμαστικό σωλήνα, τοποθετούμε από ένα θερμόμετρο στον κάθε ένα και τα βυθίζουμε σε υδρόλουτρο θερμοκρασίας π.χ. 5 0 C (στο ψυγείο). Αδειάζουμε το περιεχόμενο του μικρού σωλήνα στο μεγάλο και αμέσως αρχίζουμε την καταμέτρηση του χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το μπλε χρώμα αναδεύοντας. Αδειάζουμε το περιεχόμενο του μικρού σωλήνα στο μεγάλο και αμέσως αρχίζουμε την καταμέτρηση του χρόνου μέχρι να εμφανιστεί το μπλε χρώμα αναδεύοντας. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία θερμαίνοντας το υδρόλουτρο σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Έτσι συμπληρώνουμε κατάλληλα τον παρά κάτω πίνακα. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία θερμαίνοντας το υδρόλουτρο σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Έτσι συμπληρώνουμε κατάλληλα τον παρά κάτω πίνακα.

ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙΙ α/α Θ0CΘ0CΘ0CΘ0C C Na2SO3 x10 -3 mmol/LΧρόνος Δt (s) Ταχύτητα U (mmol/L.s) ,450, Ο, ,33Ο, ,850, ,550,60

Με τα δεδομένα του πίνακα κάνουμε τη γραφική παράσταση της ταχύτητας της αντίδρασης σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία, έχοντας διατηρήσει σταθερές τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ΚΙΟ 3 και Na 2 SO 3. Με τα δεδομένα του πίνακα κάνουμε τη γραφική παράσταση της ταχύτητας της αντίδρασης σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία, έχοντας διατηρήσει σταθερές τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ΚΙΟ 3 και Na 2 SO 3.

ΠΗΓΕΣ Εργαστηριακός οδηγός Β΄Λυκείου Κατεύθυνσης Εργαστηριακός οδηγός Β΄Λυκείου Κατεύθυνσης ΕΚΦΕ Καρδίτσας ΕΚΦΕ Καρδίτσας ΕΚΦΕ Αργολίδας ΕΚΦΕ Αργολίδας