Тема: « Зависимость скорости химической реакции от условий »

Цель урока Показать влияние на скорость реакций таких факторов, как: природа реагирующих веществ концентрация реагирующих веществ площадь соприкосновения реагирующих веществ Температура Катализаторы.

Оборудование и реактивы: Прибор для демонстрации зависимости скорости химической реакции от условий. Сосуды Ландольта (4 пары) Спиртовка, спирт, спички. Zn – гранулы, порошок Железо – гранулы Кислота HCl (1:2) Вода дистиллированная Пероксид водорода, оксид марганца (IV), раствор KMnO 4 Пробирки для демонстрации и лучинка

Прибор для демонстрации зависимости скорости химической реакции от условий

Сосуд Ландольта

3. Таблица для записи результатов эксперимента. УсловияРеакцииВывод Объяснение 1.Поверхность соприкосновен ия Zn- гранулы Zn - порошок HCL + Zn= ZnCL 2 + H 2 HCL + Zn= ZnH 2 + H 2 V 2 > V 1 т. к. S Zn пор.>S Zn гран. 2. КонцентрацияHCL + Zn = ZnCL 2 + H 2 V 1 > V 2 т. к. [H + ] 1 >[ H + ] 2 3. Природа реагирующих веществ Zn + HCL = ZnCL 2 + H 2 Zn + HCL = FeCL 2 + H 2 V 1 > V 2, т. к. Zn в ряду напряжения металлов находится левее Fe. 4. Температура20 0 C Zn + HCL = ZnCL 2 + H C Zn + HCL = ZnCL 2 + H 2 V 2 > V 1 т. к. С увеличением «t» увеличивается Vдвижения ионов H + и диссоциация выше.

4. Выводы учащихся. Обобщение учителем. 5. Действие катализатора на разложение H 2 O 2. А) Тлеющая лучинка не загорается. Б) Тлеющая лучинка вспыхивает, т. к. выделяется O 2. 2 H 2 O 2 = H 2 O + O 2 6. Какие законы используют химики-физики на основании наших выводов. -t 0. Уравнение Вант-Гоффа. V 2 /V 1 = xt/10(x – темп. коэф.) При изменении температуры на каждые 10 0 скорость реакции изменяется в 2-4 раза. С. Закон действия масс(для газов и растворов веществ). V=k[A] a [B] b, для реакции a A + b B= c C + d D Скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ. 7. Законы действия масс и Вант-Гоффа доказываются экспериментально на серии последующих уроков. Закрепляется материал решениями задач и проведением лабораторных опытов. 8. Обобщение учителем. Д/задание. Лабораторные опыты учащихся.

Закрепление материала. Школьный химический эксперимент.

1. Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ. Наливаем в 3 пробирки по 3-4 мл (если лабораторный опыт, то по 1-2 мл) раствора HCl и опускаем в каждую примерно по одинаковому кусочку металла: в 1-ю Mg, во 2-ю Zn, в 3-ю Fе. Учащиеся по скорости выделения пузырьков водорода убеждаются во влиянии природы металла на Vp. Чтобы показать влияние природы кислоты на Vp, проводится опыт с одним и тем же металлом (по возможности с одинаковыми гранулами Zn), но с разными кислотами одинаковой нормальной концентрации: НСI, H 2 SO 4, СН 3 СООН. Очень эффектен демонстрационный опыт со щелочными металлами и использованием кодоскопа и чашечек Петри, описанный ранее. Здесь его было бы неплохо повторить.

2. Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ. Для лабораторной работы можно опять предложить взаимодействие Zn с НСI. В три пробирки наливается раствор НСI: в 1-ю 3 мл, во 2-ю 2 мл, в 3-ю 1 мл. Затем во 2-ю и 3-ю пробирки доливается вода до 3 мл. Разумеется, концентрация НСI будет уменьшаться от 1-й к 3-й пробирке. В каждую опускается по одинаковой грануле Zn, и учащиеся убеждаются в том, как влияет концентрация веществ НСI на Vp. Очень красив демонстрационный опыт взаимодействия растворов тиосульфата натрия Na 2 S и серной кислоты, проведенный с помощью демонстрационного штатива с подсветкой. В три пробирки учитель наливает раствор тиосульфата натрия: в 1-ю 5 мл, во 2-ю 2,5 мл, в 3-ю 1 мл, и далее во 2-ю и 3-ю пробирки приливается вода до 5 мл. Затем во все пробирки, начиная с 3-й, приливается по 3 мл раствора H 2 S0 4. По времени появления и интенсивности выделившейся коллоидной серы и судят о влиянии концентрации тиосульфата натрия на Vp. Эксперимент обобщается законом действия масс. Для ус­ловной реакции пА + тВ = сТ) этот закон записывается так:

Учитель подчеркивает, что этот закон не распространяется на твердые вещества. Так, например, в проделанном опыте не нужно учитывать концентрацию Zn. Если класс сильный, будет нелишним разобрать математический смысл коэффициента пропорциональности k. Он показывает, чему равна у, если концентрация реагирующих веществ равна 1 моль/л.

3. Зависимость скорости реакции от температуры закон Вант-Гоффа. Этот закон, так же как и закон действия масс, вначале доказывается экспери­ ментально: или в ходе лабораторной работы, или в результате демонстрационного эксперимента на примере взаимодействия оксида меди (II) с раствором серной кислоты. В три пробирки наливается по 35 мл раствора серной кислоты (для демонст­рации) или по 2 мл (для лабораторной работы). Затем в каж­дую опускается по 1 грануле CuO. Если в кабинете только CuO в порошке, то вначале насыпается немного порошка оксида в сухую пробирку, а затем приливается кислота. 1-я пробирка остается в штативе, 2-я помещается в стаканчик и в него (а не в пробирку) приливается горячая вода из закипевшего чайни­ка (чтобы сосуды не лопнули, их нужно предварительно обо­греть), 3-я нагревается с помощью держателя в пламени го­релки. По появлению синей окраски и ее интенсивности (со­держимое пробирок следует рассматривать на белом фоне) учащиеся и судят о влиянии температуры на скорость химической реакции. Эффектна аналогичная демонстрация взаимодействия рас­творов Na 2 S 2 O 3 и H 2 SO 4 разной температуры.

Закон Вант-Гоффа следует показать в диалектике, т. е. дать его более полную формулировку: при изменении (повышении или понижении) темпера­туры реакции на каждые 10 °С скорость реакции соот­ветственно изменяется (увеличивается или уменьша­ется) в 24 раза.

4. От площади соприкосновения реагирующих веществ. И опять обобщению предшествует эксперимент. Ученики выполняют лабораторную работу. В три пробирки с 2 мл раствора НС1 добавляются соответственно гранула цинка, крупные опилки и мелкий порошок. Последние две модификации металла лучше помещать в пробирки с помощью стеклянных трубок: набрать в них опилки или порошок, а потом аккуратно высыпать в раствор, чтобы они не попали на стенки пробирок. Эксперимент убедительно доказывает, что чем больше площадь соприкосновения реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. И здесь учитель рассматривает еще одну классификацию химических реакций по фазности, т. е. агрегатному состоянию веществ, все реакции делятся на: 1) гомогенные (однофазные) если реагирующие вещества одного агрегатного состояния; 2) гетерогенные (разнофазные) если реагирующие вещества разного агрегатного состояния. Понятно, что зависимость v от поверхности реагирующих веществ относится в первую очередь к гетерогенным реакциям, а закон действия масс прежде всего к гомогенным. В этой части урока учитель рас­сказывает о «кипящем слое» и обязательно демонстрирует модель «кипящего слоя». На кольцо лабораторного штатива кладется сеточка (можно использовать старые асбестовые, предварительно выбив из них остатки асбеста) или рамка с натянутой марлей либо противомоскитной сеткой. На нее насыпается мука или манная крупа, а снизу продувается воздух с помощью резиновой груши, волейбольной камеры или даже велосипедного насоса. Ребята видят иллюзию «кипения» муки. Эта образная модель поможет им лучше понять в дальнейшем производственные процессы.

5. Зависимость скорости реакции от катализатора. Этот фактор только называется для со­здания целостной системы факторов. Учитель говорит о том, что он будет рассмотрен на следующем уроке.

Презентацию подготовил и представил учитель Овсянников Александр Владимирович