1. Назначение
Прибор предназначен для демонстрации зависимости скорости химических реакций от следующих условий:
- природы реагирующих веществ,
- концентрации веществ,
- размеров поверхности соприкосновения реагирующих веществ,
- температуры,
- катализатора,
- ингибитора.
2. Технические характеристики, комплектность и устройство
Габаритные размеры в упаковке (дл.*шир.*выс.), см................... 54*20*13,5 Вес, кг, не более............................................................................. 0,9
В комплект входят:
- прибор (в сборе) – 1 шт.,
- силиконовые трубки
с резиновыми пробками – 2 шт.,
- сосуды Ландольта – 2 шт.,
- руководство по эксплуатации – 1 шт.
Прибор (рис.) состоит из двух сосудов Ландольта (1), связанных с поворотным устройством (2), двух силиконовых трубок (3) с двумя стеклянными воронками вверху и двумя внизу. Верхние воронки (4) предотвращают выброс жидкости из трубок в случае очень быстрого ее подъема; нижние (5) служат резервуаром для окрашенной жидкости при заполнении трубок по всей длине шкалы. Манометрические трубки и сосуды Ландольта соединяются силиконовыми трубками (6) с резиновыми пробками на концах (7). Прибор смонтирован на платформе (8) с оцифро-ванной шкалой (9). |
|
Принцип работы прибора состоит во взаимодействии твердой фазы (гранул цинка) и жидкой (раствора кислоты) в сосудах Ландольта, в результате чего выделяется газ, который по пластиковым трубкам поступает в манометрические трубки, давит на окрашенную жидкость и вызывает ее подъем. О различной скорости химической реакции в двух сосудах Ландольта судят по разности уровней жидкости в манометрических трубках. Для проведения опытов необходимо иметь следующие реактивы:
- кислота серная (1:5) и (1:10);
- кислота уксусная (1:5);
- цинк в гранулах и в виде пластинок (с этой целью гранулы следует расплющить);
- пероксид водорода (3–5%-ный раствор);
- диоксид марганца;
- уротропин или формалин.
3. Подготовка прибора к работе
3.1. |
Заполнить манометрические трубки через их верхние воронки любой окрашенной жидкостью (фуксином, раствором чернил и т.п.) до отметки "0" на шкале. |
3.2. |
Для наполнения сосудов Ландольта растворами реактивов следует использовать воронку. Растворы наливают в одно колено сосудов, а во второе осторожно по стенке опускают твердое вещество (гранулы цинка). |
3.3. |
Первоначально заполняют сосуды твердым веществом. Во всех случаях нужный эффект достигается в течение 1–2 минут после одновременного смешивания содержимого в обоих сосудах Ландольта. |
4. Правила техники безопасности
4.1. |
Так как демонстрация опытов в данном приборе сопровождается выделением водорода, необходимо следить, чтобы поблизости не было открытого огня. |
4.2. |
Во избежание выброса жидкости из манометрических трубок следует не превышать тех количеств реактивов, которые рекомендованы при демонстрации опытов. |
4.3. |
Соблюдайте осторожность при работе с кислотами. |
4.4. |
Опускание гранул цинка следует проводить по стенке, чтобы не пробить дно сосудов Ландольта. |
4.5. |
Если жидкость начинает выходить за пределы манометрических трубок, следует приоткрыть пробки в сосудах Ландольта. |
5. Проведение опытов
5.1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость химической реакции
5.1.1. |
В один сосуд Ландольта (в одно колено) наливают 10 мл раствора серной кислоты (1:5), а во второй – 10 мл раствора уксусной кислоты (1:5). |
5.1.2. |
В другое колено обоих сосудов Ландольта опускают по 2–3 гранулы цинка. |
5.1.3. |
Поворотом сосудов с помощью поворотного устройства смешивают содержимое в двух сосудах Ландольта. Сравнивают уровни жидкости в манометрических трубках. |
5.2. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции
5.2.1. |
В один сосуд Ландольта наливают 10 мл раствора серной кислоты (1:5), а во второй – 10 мл раствора той же кислоты, но другой концентрации (1:10). |
5.2.2. |
В другое колено сосудов Ландольта опускают по 2–3 гранулы цинка. |
5.2.3. |
Поворотом сосудов одновременно смешивают их содержимое. Сравнивают уровни жидкости в манометрических трубках. |
5.3. Влияние температуры на скорость химической реакции
5.3.1. |
В один сосуд Ландольта наливают 10 мл раствора серной кислоты (1:5) комнатной температуры, а во второй – 10 мл раствора той же кислоты нагретой до 50 °С. |
5.3.2. |
В другое колено сосудов Ландольта опускают по 2–3 гранулы цинка. |
5.3.3. |
Поворотом сосудов одновременно смешивают их содержимое. Сравнивают уровни жидкости в манометрических трубках. |
5.4. Влияние размеров поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость химической реакции
5.4.1. |
В один сосуд Ландольта помещают гранулу цинка, а во второй – пластинку (расплющенную гранулу цинка). |
5.4.2. |
В оба сосуда Ландольта наливают по 5 мл раствора серной кислоты. |
5.4.3. |
Одновременно смешивают содержимое в двух сосудах Ландольта. Сравнивают уровни жидкости в манометрических трубках. |
5.5. Влияние катализатора на скорость химической реакции
5.5.1. |
В оба сосуда Ландольта наливают по 10 мл 3%-го раствора пероксида водорода. |
5.5.2. |
В один из сосудов (в колено с пероксидом водорода) вносят на кончике скальпеля порошок диоксида марганца. Наблюдают поднятие уровня жидкости в манометрической трубке, соединенной с сосудом, в который помещен катализатор (раствор диоксида марганца). |
5.5.3. |
Чтобы доказать, что катализатор в результате реакции остался без изменений, сливают пероксид водорода из сосуда Ландольта, в котором находился катализатор, промывают его дистиллированной водой и наливают новый объем (10 мл) 3%-го раствора пероксида водорода. Наблюдают тот же эффект. В качестве катализатора можно использовать также оксид меди, оксид железа, диоксид кремния. |
5.6. Влияние ингибитора на скорость химической реакции
5.6.1. |
В одно колено сосудов Ландольта наливают 10 мл раствора серной кислоты (1:5). |
5.6.2. |
В другое колено сосудов Ландольта опускают по 2–3 гранулы цинка. |
5.6.3. |
Одновременно смешивают содержимое в двух сосудах Ландольта. Наблюдают движение столбиков окрашенной жидкости в обеих манометрических трубках. |
5.6.4. |
В один сосуд добавляют предварительно растертую таблетку уротропина. Через 1–2 минуты наблюдают, что движение столбика жидкости в манометрической трубке, соединенной с сосудом, в который добавлен ингибитор, резко замедлилось. В качестве ингибитора можно использовать формалин: в один сосуд добавить 1 мл формалина, а в другой – такой же объем дистиллированной воды, чтобы концентрация кислот была одинакова в обоих сосудах Ландольта. |
6. Условия хранения
После демонстрации опыта необходимо освободить прибор от загруженных в него веществ, промыть водой и просушить. Хранить колонку в сухом отапливаемом помещении. Беречь от ударов.
|