Прилад для ілюстрації залежності швидкості хімічних реакцій від умов
Використовується в кабінеті хімії загальноосвітнього навчального закладу під час проведення демонстраційних дослідів. Прилад призначений для демонстрації залежності швидкості хімічної реакції від наступних умов:
- природи реагуючих речовин;
- концентрації речовин;
- розмірів поверхні зіткнення реагуючих речовин;
- температури;
- каталізатора;
- інгібітора.
Прилад складається з двох посудин Ландольта, двох силіконових трубок з двома скляними воронками вгорі і двома внизу. Верхні воронки запобігають викиду рідини з трубок у разі дуже швидкого її підйому; нижні слугують резервуаром для забарвленої рідини при заповненні трубок по усій довжині шкали.
Манометричні трубки і посудини Ландольта з'єднуються силіконовими трубками з гумовими пробками на кінцях Прилад змонтований на платформі з оцифрованною шкалою.
Принцип роботи приладу полягає у взаємодії твердої фази (гранул цинку) і рідкою (розчину кислоти) в посудинах Ландольта, внаслідок чого виділяється газ, який по пластикових трубках поступає в манометричні трубки, давить на забарвлену рідину і викликає її підйом.
Про різну швидкість хімічної реакції в двох посудинах Ландольта судять по різниці рівнів рідини в манометричних трубках.
Склад
1 прилад (у зборі) 1шт
2 силіконові трубки з гумовими пробками 2шт
3 посудини Ландольта 2шт
4 керівництво по експлуатації 1шт
Технічні характеристики
Габаритні розміри не менше - 145х105х275мм
Вага не більше - 0,5кг
Для проведення дослідів необхідно мати наступні реактиви:
1 кислота сірчана (1:5) і (1:10);
2 кислота оцтова (1:5);
3 цинк в гранулах і у вигляді пластинок (з цією метою гранули слід розплющити);
4 пероксид водню (3-5% -ный розчин);
5 діоксид марганцю;
6 уротропін або формалін
. Підготовка приладу до роботи:
Заповнити манометричні трубки через їх верхні воронки будь-якою забарвленою рідиною (фуксином, розчином чорнила і тому подібне) до відмітки "0" на шкалі.
Для наповнення посудин Ландольта розчинами реактивів слід використовувати воронку. Розчини наливають в одне коліно посудин, а в друге обережно по стінці опускають тверду речовину (гранули цинку).
Спочатку заповнюють посудини твердою речовиною.
У усіх випадках потрібний ефект досягається протягом 1-2 хвилин після одночасного змішування вмісту в обох посудинах Ландольта.
Правила техніки безпеки
Оскільки демонстрація дослідів в цьому приладі супроводжується виділенням водню, необхідно стежити, щоб поблизу не було відкритого вогню.
Щоб уникнути викиду рідини з манометричних трубок слід не перевищувати тих кількостей реактивів, які рекомендовані при демонстрації дослідів.
Дотримуйтеся обережності при роботі з кислотами.
Опускання гранул цинку слід проводити по стінці, щоб не пробити дно посудин Ландольта. Якщо рідина починає виходити за межі манометричних трубок, слід трохи відкрити пробки в посудинах Ландольта.
Проведення дослідів
Вплив природи реагуючих речовин на швидкість хімічної реакції. У одну посудину Ландольта (у одне коліно) наливають 10мл розчину сірчаної кислоти (1:5), а в другій - 10мл розчину оцтової кислоти (1:5).
У інше коліно обох посудин Ландольта опускають по 2-3 гранули цинку. Поворотом посудин змішують вміст в двох посудинах Ландольта. Порівнюють рівні рідини в манометричних трубках.
Вплив концентрації реагуючих речовин на швидкість хімічної реакції
У одну посудину Ландольта наливають 10мл розчину сірчаної кислоти (1:5), а в другій - 10мл розчину тієї ж кислоти, але іншій концентрації (1:10).
У інше коліно посудин Ландольта опускають по 2-3 гранули цинку.
Поворотом посудин одночасно змішують їх вміст. Порівнюють рівні рідини в манометричних трубках.
Вплив температури на швидкість хімічної реакції
У одну посудину Ландольта наливають 10мл розчину сірчаної кислоти (1:5) кімнатної температури, а в другій - 10мл розчину тієї ж кислоти нагрітої до 50 °С.
У інше коліно посудин Ландольта опускають по 2-3 гранули цинку.
Поворотом посудин одночасно змішують їх вміст.
Порівнюють рівні рідини в манометричних трубках.
Вплив розмірів поверхні зіткнення реагуючих речовин на швидкість хімічної реакції
У одну посудину Ландольта поміщають гранулу цинку, а в другій - пластинку (розплющену гранулу цинку).
У обидві посудини Ландольта наливають по 5мл розчину сірчаної кислоти.
Одночасно змішують вміст в двох посудинах Ландольта. Порівнюють рівні рідини в манометричних трубках.
Вплив каталізатора на швидкість хімічної реакції
У обидві посудини Ландольта наливають по 10мл 3%-го розчину пероксиду водню. У одну з посудин (у коліно з пероксидом водню) вносять на кінчику скальпеля порошок діоксиду марганцю. Спостерігають підняття рівня рідини в манометричній трубці, сполученій з посудиною, в яку поміщений каталізатор (розчин діоксиду марганцю). Щоб довести, що каталізатор в результаті реакції залишився без змін, зливають пероксид водню з посудини Ландольта, в якій знаходився каталізатор, промивають його дистильованою водою і наливають новий об'єм (10мл) 3%-го розчину пероксиду водню. Спостерігають той же ефект.
Як каталізатор можна використовувати також оксид міді, оксид заліза, діоксид кремнію.
Вплив інгібітору на швидкість хімічної реакції
У одне коліно посудин Ландольта наливають 10мл розчину сірчаної кислоти (1:5). У інше коліно посудин Ландольта опускають по 2-3 гранули цинку.
Одночасно змішують вміст в двох посудинах Ландольта. Спостерігають рух стовпчиків забарвленої рідини в обох манометричних трубках. У одну посудину додають заздалегідь розтерту пігулку уротропіну. Через 1-2 хвилини спостерігають, що рух стовпчика рідини в манометричній трубці, сполученій з посудиною, в яку доданий інгібітор, різко сповільнилося. Як інгібітор можна використовувати формалін: в одну посудину додати 1 мл формаліну, а в іншій - такий же об'єм дистильованої води, щоб концентрація кислот була однакова в обох посудинах Ландольта.
Умови зберігання
Після демонстрації досліду необхідно звільнити прилад від завантажених в нього речовин, промити водою і просушити. Зберігати колонку в сухому опалювальному приміщенні. Берегти від ударів.
