Методический материал по теме: «Катализ»

Методический материал по теме: «Катализ» 1. Гомогенный катализ Проследить каталитическое ускорение окисления соединений марганца (II) до   марганца   (VII).   Окисление   соединений   марганца   (II)   до   марганца   (VII) 4О  (в легко наблюдать, так как ион Мn2+ практически бесцветный, а ион Мn котором   марганец   имеет   степень   окисления   +7)   окрашен   в   фиолетово­ красный цвет.  Внести  в  две   пробирки   по  3­4  мл  раствора   сульфата   марганца  (II)  или нитрата   марганца   (II)   (но   не   хлорида   марганца   (II),   так   как   хлорид­ионы мешают проведению реакции) и подкислить таким же объемом 2 н. раствора азотной кислоты. В одну из пробирок добавить одну каплю раствора нитрата серебра и в обе пробирки по щепотке кристаллического персульфата аммония (NH4)2S2O8.   Поместить   обе   пробирки   в   стакан   с  водой.   В  какой   пробирке раньше появилось фиолетово­красное окрашивание? Реакция выражается уравнением: 2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O = 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 +7H2SО4. Азотная кислота на реакцию не расходуется и добавляется для создания определенной   кислотности   среды   в   начале   реакции.   В   качестве промежуточных быстро протекающих процессов происходит восстановление ионов   серебра   ионами   марганца   (II)   и   обратное   окисление   серебра персульфатом   аммония.   Какой   ион   является   катализатором   в   данном процессе? 2. Гетерогенный анализ Проследить   каталитическое   действие   разных   катализаторов   на   реакцию разложения   пероксида   водорода   2Н2О2  =   2Н2О   +   О2  по   скорости обесцвечивания индигокармина за счет окисления красителя выделяющимся кислородом. Налить   в   три   пробирки   по   десять   капель   раствора   индиго­кармина.   В первую пробирку добавить щепотку оксида марганца (IV) МnО2, во вторую – столько же оксида свинца (IV) РbО2. Третью пробирку оставить в качестве эталона. В   трех   других   пробирках   приготовить   по   3   мл   30%­ного   раствора пероксида   водорода   и   быстро   перелить   их   в   каждую   из   пробирок   с красителем. Встряхнуть все три пробирки. Записать, через какой промежуток времени обесцветится краситель в каждой из трех пробирок, и сделать вывод о сравнительном каталитическом действии катализаторов.3. Скорость гетерогенных химических реакций а) В сухой ступке осторожно смешать (не растирая) несколько кристаллов нитрата свинца (II) и иодида калия. Происходит ли изменение окраски? Далее следует энергично растирать кристаллы. Что происходит? Из пипетки добавить к смеси несколько капель воды; обратить внимание на изменение окраски. Объяснить опыт в целом. Написать уравнение реакции. б) Собрать прибор (рис. 1). В колбу емкостью 50 мл внести 0,2 г порошка цинка   или   железа,   прилить   20   мл   2   н.   раствора   серной   кислоты.   Быстро закрыть колбу газоотводной трубкой, конец которой подвести под бюретку, заполненную водой, и определить объем водорода, выделившегося в течение 5 мин. Опыт вести при постоянной температуре, тщательно взбалтывая смесь реагирующих веществ. Проделать тот же опыт, используя 0,2 г металла в виде железной стружки или  гранул цинка. Как влияет на скорость, химической реакции, протекающей в  гетерогенной среде, величина поверхности реагирующих веществ?