Опыт 1. Влияние концентраций на смещение химического равновесия.

FeCl₃ + 3 KCNS ↔ Fe(CNS)₃ + 3 KCl.

Раствор роданида железа (III) окрашен в кроваво-красный цвет, интенсивность окраски зависит от концентрацииFe(CNS)₃.

Смешайте в пробирке разбавленные растворы хлорида железа и роданида калия. Если раствор очень темный,разбавьте дистиллированной водой. Разлейте полученный раствор красного цвета в 4 пробирки. Прилейте в первую пробирку немного насыщенного раствора FeCl₃, во вторую – немного насыщенного раствора KCNS, в третью всыпьте щепотку KCl. Перемешайте содержимое пробирок, сравните их окраску с четвертой пробиркой. Объясните наблюдения. Выполнился принцип Ле-Шателье? Результаты опыта запишите в таблицу:

 

№	Увеличили концентрацию	наблюдения	Направление смещения равновесия
1	FeCl3
2	KCNS
3	KCl
4	-

Вывод:

 

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагента.

Реакция: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S↓ сложная, имеетпервый порядок по тиосульфату натрия и нулевой порядок по серной кислоте, т.е. кинетическое уравнение реакции имеет вид: υ = k∙ [Na₂S₂O₃].

В пробирку налейте последовательно 0,1М Na₂S₂O₃ и воду в количествах, указанных в таблице, затем 5 мл H₂SO₄ (как можно быстро). Засеките время с момента приливания кислоты до начала появления мути серы. Так определите время 5 раз, изменяя концентрацию тиосульфата согласно таблице. Результаты запишите в таблицу:

 

Объем, мл			С(Na2S2O3)= =0,1а/(а+б+в), моль/л	t,cек	Условная скорость,     υ=100/t
V(Na2S2O3) = а	V(H2O) =б	V(H2SO4) =в
1	4	5
2	3	5
3	2	5
4	1	5
5	0	5

 

Постройте график υ = f (C), откладывая по оси абсцисс концентрацию тиосульфата в растворе, а на оси ординат – условную скорость реакции. Напишите кинетическое уравнение для данной реакции в выводе.

 

7.4. Контроль усвоения темы занятия.

Типовой тест выходного контроля

1. Константа равновесия зависит от….

1. катализатора 2. концентраций 3.температуры 4.природы реагентов

2.Вычислите константу равновесия для реакции в стандартных условиях

Лактоза + вода = Глюкоза + Галактоза, ∆G^о = -3,8 ккал/моль. 

1. 0,0016 2. 16 3. 160 4. 1600

3. Скорость реакции зависит от

1. природы реагентов   2. температуры 3.катализатора 4. продуктов

4. При увеличении концентрации кислорода в 5 раз скорость реакции

2С + О₂=2СО

1. увеличится в 5 раз 2. уменьшится в 10 раз     3.не изменится

4. увеличится в 25 раз

Типовые задачи.

1. В печени протекает ферментативный обратимый процесс:

             Глюкозо-1-фосфат ↔ глюкозо-6-фосфат.

При 37^оС равновесные концентрации [Г-1-ф]= 0,001 моль/л,а [Г-6-ф]= 0,019 моль/л. Рассчитайте константу равновесия К_с. (Ответ: 19).

2. В системе  2NO + O₂↔ 2NO₂равновесные концентрации веществ: [NO] =0,2, [O₂] =0,3, [NO₂] =0,4 моль/л. Рассчитайте К равновесия и оцените положение равновесия.(Ответ: 13,3, смещено вправо).

3. Для реакции: Н₃РО₄ + аденозин ↔ АМФ + Н₂О ∆G^о= 14 кДж/моль.В каком направлении реакция идет самопроизвольно при стандартныхусловиях? Каково значение константы равновесия? (Ответ: в обратном, 3,5∙10^-3).

4. Рассчитайте константу равновесия реакции гидролиза глицилглицина при 310 К, если∆G^о= - 15,08 кДж/моль.Обратима ли практически эта реакция?                    (Ответ: 355,равновесие заметно смещено вправо).

5. Рассчитайте начальную скорость реакции первого порядка гидролизасахарозы при 25^оС. Концентрация сахарозы 3% (0,088 моль/л), константа скоростиk = 0,77 c^-1. (Ответ: 0,068 моль/(л∙с)).

6. Найдите начальную скорость реакции Н₂О₂ +2НI = I₂+ 2Н₂О, еслисмешали равные объемы 0,02 моль/л раствора Н₂О₂ и 0,05 моль/лраствора НI. Константа скорости 0,05 л/(моль∙с), реакция имеет первый порядок по обоим реагентам. (Ответ: 1,25∙10^-5моль/(л∙с)).

7. Во сколько раз уменьшается скорость окисления глюкозы при гипотермии, если температура тела падает с 36,6 до 27^оС, температурныйкоэффициент данной реакции равен 1,3? (Ответ: в 12,4 раз)

8. Константа скорости распада пенициллина при 36^оС равна 6 ∙10^-6 с^-1, а при41^оС 1,2 ∙10^-5 с^-1.Вычислите температурный коэффициент реакции.

9. Реакция заканчивается за 16 мин. при 10^оС,температурный коэффициентγ =2.За какое время реакция закончится при 50^оС? (Ответ: 1мин.).

10. Во сколько раз возрастет скорость реакции разложения угольной кислоты при 310 К в присутствии фермента? Без катализатора Е_а = 86 кДж/моль, в присутствии карбоангидразы Е_а= 49 кДж/моль. (Ответ: 1,73 10⁶ раз).

 

УИРС

1. Уксусная кислота диссоциирует в водном растворе по уравнению

  СН₃СООН + Н₂О ↔ СН₃СОО^- + Н₃О⁺.

Рассчитайте константу равновесия этой реакции, если исходная

концентрация уксусной кислоты равна 0,4 моль/л, равновесная

концентрация ацетат-ионов равна 2,6∙10^-3 моль/л.

2. Вычислите энергию Гиббса (∆G^о ) реакции АТФ + Н₂О ↔ АДФ + Ф

В условиях, характерных для мышечной клетки, находящейся в состоянии

покоя: С(АТФ)=0,005моль/л; С(АДФ)=0,0005моль/л; С(Ф)=0,005 моль/л;

 рН=6; t =25^оС. Константа равновесия гидролиза при этой температуре

К=8,92∙10⁴.

3. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат,

содержащий радиоактивный иридий-192. Рассчитайте, какая часть

введенного радионуклида останется в опухоли через 10 суток. Период

полураспада его равен 74,08 суток. Реакция первого порядка.

4. Вычислите энергию активации реакции спиртового брожения глюкозы в

 растворе в интервале 30-70^оС при γ =2.

5. При хранении таблеток анальгина установлено, что константа скорости

разложения при 20^оС равна 1,5 ∙ 10^-9 с^-1. Определите срок хранения

таблеток (время разложения 10% вещества) при 20 ^оС.

Подведение итогов занятия.

Задание на дом. Реакции комплексообразования.

Место проведения самоподготовки: читальный зал и др.

Литература. [ 1, 3, 4 ].

Занятие № 9.