Лабораторная «_изучение кинетики реакции окисления иодид-ионов персульфат-ионами в кислой среде, катализируемой ионами железа (ii) или меди (ii)»,
Физическая химия в Нижнем Новгороде

Цель работы – оценить влияние катализатора на скорость химиче- ской реакции. Теоретическое обоснование работы Взаимодействие персульфата аммония с иодид-ионами в кислой среде (NH4)2S2O8 + 2KI + H2SO4 ? 2(NH4)HSO4 + I2 + K2SO4 протекает достаточно медленно, но скорость реакции заметно изменяется при добавлении к химической системе катализаторов, которыми являются ионы железа (II), меди (II) или их смесь. Можно легко следить за скоростью реакции, используя титрование йода, выделяющегося в ходе реакции, раствором тиосульфата натрия; чем больше тиосульфата натрия идет на титрование йода, тем больше последнего выделилось по первой реакции, т. е. тем выше скорость этой реакции. Оборудование, реактивы 1. Термометр. 2. Секундомер. 3. Пипетки. 4. Колбы конические на 250 мл. 5. Кристаллизатор. 6. Охлаждающая смесь (снег или лед с NaCl). 7. Кристаллический KCl. 8. Растворы KI (Сэ = 0,012 моль/л), H2SO4 (Сэ = 0,025 моль/л), Na2S2O3 (Сэ = 0,0005 моль/л), (NH4)2S2O8 (Сэ = 0,01 моль/л), CuSO4·5H2O (Сэ = 0,0005 моль/л), FeSO4·5H2O (Сэ = 0,00067 моль/л), крахмала. 9. Дистиллированная вода. Порядок выполнения работы 1. Внимательно изучить теоретическое обоснование работы. 2. Поместить в кристаллизатор с охлаждающей смесью колбы с об- щим объемом дистиллированной воды около 2 л. 3. Смешать в колбе на 250 мл с помощью пипеток растворы в сле- дующих объемах и последовательности: 100 мл дистиллированной воды, 50 мл раствора (NH4)2S2O8, 5 мл раствора H2SO4 и 50 мл раствора KI. Мо- мент вливания раствора KI считать началом реакции t0. 4. Отбирать через каждые 5 мин из реакционной смеси 20 мл пробы в коническую колбу, сюда же добавлять 100 мл охлажденной дистиллиро- ванной воды, несколько капель раствора крахмала (смесь приобретет си- ний цвет) и титровать раствором Na2S2O3 до исчезновения синей окраски. Эти операции проделать 10 раз при включенном секундомере. Результаты титрования записать в таблицу 8.6. 5. Аналогично описанному в пунктах 3–4 проделать опыт с исполь- зованием катализатора CuSO4·5H2O или FeSO4·5H2O. Для этого в строгой последовательности приготовить реакционную смесь следующего состава: 95 мл дистиллированной воды, 5 мл раствора CuSO4·5H2O или FeSO4·5H2O, 50 мл раствора (NH4)2S2O8, 5 мл раствора H2SO4 и 50 мл раствора KI. Результаты титрования записать в таблицу 8.6. 6. На основании данных таблицы 6 построить график зависимости объема Na2S2O3, пошедшего на титрование с катализатором и без него, от времени. 7. Рассчитать отношения объемов Na2S2O3, пошедших на титрова- ние с катализатором и без него, тем самым косвенно оценить, во сколько раз возросла скорость реакции в присутствии катализатора. Результаты расчетов записать в таблицу 8.6. 8. Убрать рабочее место. 9. Оформить отчет о работе и сдать его на проверку преподавателю.