Для учня

Для вчителя

Новини

Місяць: Грудень 2017

Учні навчалися визначати швидкість хімічної реакції, яка відбувається всього за декілька секунд…

Учні навчалися визначати швидкість хімічної реакції, яка відбувається всього за декілька секунд…

By | | Comments 0 Comment

Швидкість хімічних реакцій є дуже важливою для нашого життя. Всі хімічні виробництва та і саме життя засновані на хімічних реакціях, які відбувається з певною швидкістю. Тому вміння її визначати, аналізувати, вивчати фактори, які впливають на неї, є дуже важливими для фахівця-хіміка.

У ХХ сторіччі декілька Нобелевських премій з хімії були вручені саме за вивчення кінетики реакцій. Багато таких задач зустрічається на міжнародних та Всеукраінських хімічних олімпіадах.

Сьогодні на четвертій лабораторній роботі проекту Мобілаб  з учнями МАН ми визначали швидкість реакції розкладу комплексу Феруму з тіосульфат-іонами. Ця реакція полягає у утворенні забарвленого комплексу, який швидко руйнується, знебарвлюючись при цьому. Тому його концентрацію та її зміну в часі можна зручно спостерігати за допомогою спектрофотометра. А, оскільки, процес відбуваєть всього декілька секунд, то запис та аналіз кінетичних кривих зручно робити на матричних спектрофотометрах, які використовуються в проекті.

Крім визначення константи швидкості за часом напівреакції, учні змогли порівняти вплив присутності йонів Кобальту та Купруму на її перебіг.

Визначили, який з них є каталізатором, тобто прискорює її, а який сповільнює.

Проект здійснюється за підтримки БФ “Кращим бути”.

Лабораторна робота 4. Визначення швидкості хімічної реакції між натрій тіосульфатом та ферум(III) хлоридом

Лабораторна робота 4. Визначення швидкості хімічної реакції між натрій тіосульфатом та ферум(III) хлоридом

By | | Comments 0 Comment

Лабораторна робота

Визначення швидкості хімічної реакції між натрій тіосульфатом та ферум(III) хлоридом

 

Мета: виявити як змінюється швидкість проходження хімічної реакції при додаванні в реакцію солей деяких перехідних металів (Cu2+, Co2+)

Теорія

Суть роботи полягає в фіксуванні швидкості реакції між натрій тіосульфатом та ферум(III) хлоридом при наявності солей металів Cu2+, Co2+ на спектрофотометрі. При додаванні натрій тіосульфату до ферум(III) хлориду утворюється нестійкий комплекс темно-синього забарвлення, який згодом знебарвлюється через відновлення йонів Fe3+ до Fe2+

Fe3+ + 2S2O32- = [Fe(S2O3)2(H2O)2]–

2Fe3+ + 2S2O32- = 2Fe2+ + S4O62-

Реакція між тіосульфатом натрію та ферум(III) хлоридом є окисно-відновною.

Окисно-відновна реакція — хімічна реакція, яка відбувається із зміною ступеня окиснення атомів, що входять до складу реагентів, і реалізується перерозподілом електронів між атомом-окисником та атомом-відновником.

Окиснення – хімічний процес, під час якого елемент віддає електрони, при цьому ступінь окиснення елемента підвищується. Елемент, який віддає електрони – відновник.

Відновлення — це хімічний процес, під час якого елемент приєднує електрони, при цьому ступінь окиснення елемента знижується. Елемент, який приєднує електрони – окисник.

А ‒ e– → А+                       (процес окиснення)

B + e– → B–                        (процес відновлення)

A + B → А+ + B–               (окисно-відновна реакція)

В реакції даній реакції тіосульфат натрію виступає в ролі відновника, а ферум(III) хлорид – в ролі окисника:

Fe3+ +1e– → Fe2+                       окисник / процес відновлення

2S2O32- – 2e– → 2S2O32-           відновник / процес окиснення

Каталізатор – це хімічна сполука, що пришвидшує реакцію, але не входить в склад продуктів реакції. Речовина, яка сповільнює реакцію називається інгібітор.

Обладнання та реактиви: ферум(III) хлорид 0,05М, натрій тіосульфат 0,05М, купрум сульфат, кобальт сульфат, штатив з пробірками, піпетки, дозатори, спектрофотометр.

Хід роботи

Завдання 1

1. Запустити програму Spectra Suite та налаштувати спектрофотометр Ocean Optics за інструкцією.

2. Відібрати з пробірки з написом FeCl3 2 мл розчину та помістити в кювету.

3. Помістити кювету в спектрофотометр.

4. Налаштувати програму для побудови графіку. Для цього натиснути іконку [Strip Chart] . Відкриється діалогове вікно [Chart Trend Settings].  У вкладці [Range Selection] навпроти [One Wavelength] вибрати довжину хвилі 550 нм. Далі натиснути кнопку [Accept], а потім [Close].

5. Після цього відібрати 2 мл розчину з пробірки з написом Na2S2O3 та долити у кювету, яка знаходиться у спектрофотометрі.

6. Спостерігати за побудовою графіку. Після закінчення реакції за графіком потрібно знайти час початку реакції і порахувати час напіврозпаду комплексу. Для цього необхідно натиснути курсором на найвищу точку на графіку, знизу з’явиться значення оптичної густини та час. Для зручності можна відрегулювати зовнішній вигляд графіка за допомогою таких кнопок . Збільшити графік можна за допомогою кнопки масштабування [Zoom In] . Також можна використати кнопки [Scale Graph to Fill Window]  або [Scale Graph Height to Fill Window]  для того, щоб розширити графік. Отримане значення оптичної густини потрібно поділити на 2, віднайти на графіку отриману оптичну густину та знайти час, який відповідає даному результату. Записати значення в таблицю 1.

Також потрібно встановити з графіку час (в секундах), при якому оптична густина (D) становила 80%, 60%, 40%, 20% від D на початку реакції. Початок реакції (найвища точка на графіку) приймається за 100%). Занести дані в таблицю 2. Побудувати графік по даних із таблиці 2: вісь Ох – час (в секундах), вісь Oy – оптична густина.

Завдання 2

1. Промити піпетки та кювети.

2. Відібрати з пробірки з написом FeCl3 2 мл розчину та помістити в кювету.

3. Додати до розчину FeCl3 в кювету 1 краплю розчину CuSO4 або CoSO4 (за вказівкою викладача або лаборанта).

4. Помістити кювету в спектрофотометр.

5. Після цього відібрати 2 мл розчину з пробірки з написом Na2S2O3 та долити у кювету, яка знаходиться у спектрофотометрі.

6. Виконати пункт 6, описаний у завданні 1. Занести отримані дані в таблицю 3 і таблицю 4.

7. Зробити висновок про вплив солі купруму(II) або кобальту(II) на швидкість реакції.

 

 Спостереження та обрахунки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 1

Час початку реакції Оптична густина Час напівроз-паду Оптична густина
       

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2

% t, с D
100    
80    
60    
40    
20    
1    

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3

Час початку реакції Оптична густина Час напівроз-паду Оптична густина
       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 4

% t, с D
100    
80    
60    
40    
20    
1    

 

 

 

 

 

 
Висновок:

 

Запитання:

  1. Що таке окисник?
  2. Що таке відновник?
  3. Чим відрізняються процеси окиснення та відновлення?
  4. Для чого потрібен каталізатор?

 

 

 

Швидкість хімічної реакції та визначення аспірину – команда “Мобілаб” апробувала ще дві роботи.

Швидкість хімічної реакції та визначення аспірину – команда “Мобілаб” апробувала ще дві роботи.

By | | Comments 0 Comment

Останніми днями команда проекту  Мобілаб зосередилася на розробці  двох нових лабораторних робіт для проекту «МобіЛаб» із циклу «Хімія кольору та миючих засобів». Суть першої роботи полягає у порівнянні швидкості окисно-відновної реакції між натрій тіосульфатом та ферум(III) хлоридом при наявності солей Кобальту(II) та Купруму(II) та без них на спектрофотометрі.

При додаванні натрій тіосульфату до ферум(III) хлориду утворюється нестійкий комплекс темно-синього забарвлення, який згодом знебарвлюється через внутрішньо-молекулярне відновлення йонів Феруму. Учні повинні провести цю реакцію безпосередньо в кюветі, яка знаходиться у спектрофотометрі, налаштувати прилад для побудови графіку і за ним визначити час напіврозпаду комплексу та зробити висновок про те, як впливають солі перехідних металів на цей процес.

Суть другої роботи полягає у спектрофотометричному визначенні концентрації аспірину в таблетках. Учні повинні побудувати калібрувальний графік за серією стандартних розчинів ацетилсаліцилової кислоти та комплексу аспірину з Ферумом(III), виміряти оптичну густину приготовленого розчину із таблетки аспірину та за графіком знайти концентрацію.
ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ВІТАМІНУ В12 У РОЗЧИНІ – АПРОБОВАНО ТРЕТЮ ЛАБОРАТОРНУ РОБОТУ З ЦИКЛУ “ХІМІЯ КОЛЬОРУ ТА МИЮЧИХ ЗАСОБІВ”

ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ВІТАМІНУ В12 У РОЗЧИНІ – АПРОБОВАНО ТРЕТЮ ЛАБОРАТОРНУ РОБОТУ З ЦИКЛУ “ХІМІЯ КОЛЬОРУ ТА МИЮЧИХ ЗАСОБІВ”

By | | Comments 0 Comment

25 листопада в Інституті біології, хімії та біоресурсів у рамках проекту «МобіЛаб» для учнів Буковинської Малої академії наук було проведено третю лабораторну роботу із циклу «Хімія кольору та миючих засобів». Учні знову мали можливість попрацювати із спектрофотометром Ocean Optics 650 (2000) та визначити концентрацію вітаміну В12 (кобаламіну) у розчині.

Вітамін В12 – це вітамін групи В, бере участь у кровотворенні, регулює вуглеводний і жировий обмін в організмі. Вітамін В12 бере активну участь в обміні білків, жирів і вуглеводів в тісній взаємодії з вітаміном С, фолієвою та пантотеновою кислотами, а також сприяє засвоєнню феруму організмом.

Перед початком лабораторної роботи школярам розповіли про функції вітаміну В12 в організмі, повторили що таке оптичні методи аналізу, а також розказали суть роботи, після чого учні приступили до її виконання. Під час проведення лабораторної роботи діти закріпили набуті вміння користування піпетками, дозаторами та спектрофотометром. Для закріплення отриманих знань учням було запропоновано визначити невідому концентрацію вітаміну В12 у розчині за допомогою калібрувального графіка.  Всі учні добре впоралися із цим завданням.

Аліна Іванова-Толпінцева