Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
WPŁYW KATALIZATORA
NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJĆW. 15.
Cel ćwiczenia
Katalizator jest to substancja, która zwiększa szybkość reakcji chemicznej, lecz sama się nie zużywa. Katalizator może reagować tworząc formy pośrednie, ale odtwarza się w końcowym etapie reakcji. Katalizator przyśpiesza reakcję chemiczną prowadząc ją poprzez etapy o bardziej korzystnej kinetyce niż w jego nieobecności. Z równania Arrheniusa
k = A·e-Ea/RT
wiemy, że stała szybkości k, a stąd i szybkość reakcji, zależy od częstości zderzeń A oraz od energii aktywacji reakcji Ea, tak więc im większa wartość A oraz im mniejsza wartość Ea tym większa szybkość reakcji chemicznej. W wielu przypadkach katalizator zwiększa szybkość reakcji przez obniżenie jej energii aktywacji.
Celem eksperymentu jest wykazanie, jak dodatek katalizatora zwiększa szybkość reakcji na przykładzie reakcji redukcji manganianu(VII) potasu wodorem, który powstaje w wyniku działania kwasu na cynk. Katalizatorem w tej reakcji jest stały azotan(V) potasu (KNO3).
Odczynniki:
► 0,1 M manganian(VII) potasu, KMnO4
► 1,0 M kwas siarkowy(VI), H2SO4
► stały azotan(V) potasu, KNO3
► cynk, Zn
Sprzęt laboratoryjny:
► statyw z probówkami
► probówki miarowe
Wykonanie ćwiczenia:
Þ Do probówki z podziałką należy wlać 0,5 cm3 0,1 M roztworu manganianu(VII) potasu, KMnO4 i dopełnić do 15 cm3 1 M roztworem kwasu siarkowego(VI), H2SO4.
Þ Otrzymany w ten sposób roztwór wymieszaj i rozlej równo do dwóch probówek.
Þ Do pierwszej probówki dodaj kilka kryształków KNO3 i mieszaj, aż do rozpuszczenia soli.
Þ Następnie do obu probówek dodaj jednocześnie po możliwie równym kawałku cynku.
Þ Zmierz i zanotuj czas odbarwienia się roztworu manganianu(VII) potasu na skutek redukcji jonów manganianowych(VII), MnO4- do jonów manganu(II), Mn2+.
Dyskusja:
1. Jakie czynniki wpływają na szybkość reakcji chemicznej?
2. Napisz równanie Arrheniusa i zdefiniuj wszystkie wielkości w nim występujące.
3. Jaką rolę odgrywa energia aktywacji w kinetyce reakcji?
4. Co to jest katalizator i jaki ma wpływ na energię aktywacji reakcji?
5. Podaj definicję katalizatora homogenicznego i heterogenicznego.
6. Wyjaśnij działanie katalizatora samochodowego.
7. Wyjaśnij, czy reakcje enzymatyczne są przykładem homogenicznych czy heterogenicznych reakcji katalizy.
8. Wyjaśnij, który mechanizm katalizy zaproponujesz dla przeprowadzonego przez ciebie eksperymentu.