Laboratorní práce
Cíl práce : Experimentální ověření faktorů ovlivňujících rychlost chemické reakce - verze B
Úkol: 1) Zjistit závislost rychlosti reakce peroxidu vodíku s KI
a) na koncentraci roztoku KI
b) na teplotě
c) na přítomnosti katalyzátorů
2) Stanovit koncentraci KI v zadaných neznámých vzorcích
Princip: V případě reakce H2O2 s KI v prostředí H2SO4 podle uvedené rovnice vzniká jod
2 KI + H2O2 + H2SO4 ---------> I2 + K2SO4 + 2 H2O
Přítomnost jodu lze indikovat na základě přídavku roztoku škrobu, tj. jodoškrobovou reakcí tím, že se roztok zbarví modře
Jeden ze způsobů zjišťování rychlosti této reakce (rychlost vzniku jodu) je měření času, za který se objeví právě postřehnutelné modré zbarvení roztoku. (Jde o sledování časového přírůstku produktu (jodu)). Grafické vyjádření závislosti rychlosti reakce (rychlosti zmodrání roztoku) na množství (koncentraci) KI v ml současně představuje i kalibrační křivku. Z ní lze odečíst a tak stanovit koncentraci KI v neznámém vzorku (a tak splnit úkol č. 2 této lab. práce).
Plněním úkolu ad 1b) a ad 1c) zjišťuješ ve více či méně samostatných pokusech, jak teplota a katalyzátory ovlivňují rychlost shora uvedené reakce.
Pomůcky: 150 ml kádinky, pipety, stopky, temperovaná vodní lázeň, teploměr, odměrný válec
Chemikálie a roztoky : roztok H2SO4 ,c[H2SO4] = 1.10-2 mol.l-1, roztok škrobu (w = 1 %), roztok KI, c[KI] = 1.10-2mol.l-1, 0,03% roztok peroxidu vodíku, roztok molybdenanu amonného (w = 2,5 %), roztok CuSO4 (w = 1 %)
Postup: Postup si několikrát C E L Ý !! přečti a osvoj si jej tak, abys měl vždy přehled o tom, v které fázi pokusu se nalézáš a jaký krok bude následovat !
Do všech kádinek č. 0-8 odpipetuj nejdříve 10 ml roztoku H2SO4 a 5 ml roztoku škrobu.
Ad 1a) Vliv koncentrace KI:
Do kádinky č. 0, 5, 6, 7 a 8 odpipetuj 20 ml KI + 5 ml vody
Do kádinky č. 1 odpipetuj 15 ml KI + 10 ml vody
Do kádinky č. 2 odpipetuj 10 ml KI + 15 ml vody
Do kádinky č. 3 odpipetuj 5 ml KI + 20 ml vody
Do kádinky č. 4 odpipetuj 2,5 ml KI + 22,5 ml vody
Teplotu kádinky č. 0 změř teploměrem a zapiš
Do kádinky č. 0 přidej odměrným válečkem 10 ml H2O2, ihned promíchej a současně spusť stopky. Změř a zapiš čas, za nějž jsi v kádince právě postřehl namodralé zbarvení jejího obsahu. Obdobně pokračuj s kádinkami č. 1-4.
Ad 1b) Vliv
teploty: Kádinku č.
5 na vodní lázni vytemperuj na 40o
C. Kádinku č. 8 ochlaď v směsi
ledu a vody. Těsně před měřením zjisti teplotu kádinky č. 8. Po přídavku 10 ml
H2O2 změř a zapiš i v tomto případě časy, kdy jsi
postřehl vznik zbarvení v kádinkách č. 5 a 8.
Ad 1c) Vliv katalyzátoru: Do kádinky č. 6 přidej bezpečnostní pipetou 100 ul (mikrolitrů) roztoku molybdenanu amonného jako katalyzátoru č.1. Pokračuj přídavkem 10 ml H2O2 a měřením jako u kádinek předchozích. S kádinkou č. 7 proveď totéž co s kádinkou č. 6, ale před nalitím H2O2 přidej 100 ul roztoku CuSO4 jako katalyzátoru č.2. Nezapomeň si vyměnit špičku bezpečnostní pipety !
Ad 2) zjištění koncentrace roztoku KI: Do kádinky, kterou obdržíš od vyučujícího, přidej 10 ml H2SO4 a 5 ml škrobu. Současně s přídavkem 10 ml H2O2 spusť stopky a měř, jako shora, čas, za nějž jsi v kádince právě postřehl namodralé zbarvení jejího obsahu. Totéž opakuj s případnými dalšímu vzorky. Z kalibrační křivky (grafu č. 2 ) odečti koncentrace KI v ml v neznámých vzorcích od vyučujícího.
Výsledky a závěry:
1. Za pomoci tabulkového kalkulátoru (př. Excel (příp. jiný)) sestav tabulku (Tabulka č. 1) závislosti rychlosti reakce (rychlosti zbarvení roztoku v sekundách v kádinkách č. 0-4) na množství KI v ml
2. Vytiskni spojený bodový graf typu Y/X, tj. časovou závislost rychlosti reakce (zbarvení v sekundách) (osa y ) na koncentraci KI v ml (osa x (graf č. 1)). Z jeho průběhu vyvoď a do protokolu uveď, jaký vliv má koncentrace KI na rychlost sledované reakce
3. Graf č. 1 linearizuj, tj. vynes závislost 1/t, kde t = čas v sekundách, na koncentraci KI v ml (vznik kalibrační křivky (grafu č. 2)). Graf vytiskni v co největší velikosti na samostatný list papíru. Spolu s grafem vytiskni i spojnici trendu, regresní rovnici a příp. i korelační koeficient
4. Do protokolu uveď naměřené časy u neznámých vzorků. Z převrácených hodnot naměřených časů (1/t) z grafu č. 2 odečti v mililitrech množství KI ve vzorcích, které jsi obdržel od vyučujícího (úkol č. 2 této lab. práce). Výsledky uveď do protokolu
5. Sestroj graf č. 3, tj. závislost
rychlosti reakce (času zmodrání) na teplotě. Graf vytiskni spolu se spojnicí
trendu (regresní přímkou) a dále
regresní rovnicí. Z grafu odvoď vliv teploty na rychlost sledované reakce. Z
regresní přímky (křivky), resp. rovnice se pokus zjistit, o kolik se zvýši
(sníží) rychlost reakce zvýšením teploty o
10oC. Nebudeš-li analyzovat roztok č. 8, pak graf č. 3
nesestavuj a vliv teploty vyjádři jen slovně
6. Porovnáním časů získaných při pokusu s kádinkami č. 0, 6 a 7 (časy uveď do protokolu) se vyjádři o vlivu přítomnosti katalyzátoru na rychlost téže reakce. Srovnáním časů u kádinky č.6 a č.7 označ účinnější katalyzátor
7. Napiš, zda H2O2 je v reakci s KI oxidačním či redukčním činidlem
8. Tabulku č. 1 a grafy č. 1-3 přilož k protokolu
Poznámka:
1) Hlavním (a klasifikovatelným) výstupem z této laboratorní práce je splnění úkolu č. 2 ! Plněním úkolu č. 1a) teprve získáváš podklady pro splnění úkolu č. 2
2) Nejdříve si do úplně všech kádinek odpipetuj přísl. objemy roztoků a teprve potom se budeš věnovat již jen vlastnímu měření !
3) V rámci domácí přípravy si zopakuj učivo z nižších ročníků o faktorech, ovlivňujících rychlost chemické reakce
4) Nemáš-li možnost výsledky zpracovat na PC, grafy sestroj na mm papíře (nutno zakoupit v obchodě s papírnickými potřebami) !!!
5) Uvědom
si, že i banální chyba na konci cvičení může mít za následek, že budeš muset
úlohu opakovat v náhradním termínu !!
Související
stránka 1
Související
stránka 2
Související
stránka 3
Související
stránka 4
Poslední úprava:
29.12.2005