Przeczytaj

bg‑red

Badanie szybkości katalitycznego rozkładu nadtlenku wodoru

Rozkład nadtlenku wodoru może być katalizowany:

tlenkiem manganu( $IV$ ) – tlenek ten jest ciałem stałym, więc jest to kataliza heterogenicznakataliza heterogeniczna;
wodnym roztworem chlorku żelaza( $III$ );
pod wpływem enzymu – katalazy.

R1AyyuoabSJv51

Ilustracja przedstawiająca model cząsteczki nadtlenku wodoru. Biała kulka symbolizująca atom wodoru łączy się z czerwoną kulką symbolizującą atom tlenku, ta z kolei związana jest z drugą czerwoną kulką połączoną z białą drugą białą kulką. Sumarycznie H2O2. — Model cząsteczki nadtlenku wodoru (czerwona kulka przedstawia atom tlenu (O), a biała – atom wodoru (H))
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org, domena publiczna.

InhibitoreminhibitorInhibitorem reakcji rozkładu nadtlenku wodoru jest kwas ortofosforowy(V). Dodanie kwasu ortofosforowego( $V$ ) do wody utlenionej umożliwia jej długotrwałe przechowywanie, ponieważ spowalnia reakcję rozkładu zawartego w niej nadtlenku wodoru.

Ćwiczenie 1

Wykonaj poniższe doświadczenie. Pamiętaj o zachowaniu szczególnej ostrożności podczas jego wykonywania oraz o odpowiedniej odzieży ochronnej, rękawiczkach oraz o założeniu okularów ochronnych lub przyłbicy. Przed rozpoczęciem doświadczenia, dokładnie zapoznaj się z poniższą instrukcją oraz kartami charakterystyk wszystkich używanych substancji (zwróć szczególną uwagę na piktogramy oraz środki ostrożności). Uzupełnij hipotezę, a następnie zapisz obserwacje oraz wnioski.

Uwaga! Doświadczenie należy wykonać pod sprawnym wyciągiem.

R1P1pFJGJfvjo

Schemat doświadczenia:

RCdm0CmpGlmlt

Ilustracja przedstawiająca schemat zestawu do zbierania gazów nierozpuszczalnych lub słabo rozpuszczalnych w wodzie. W łapie zamontowanej w statywie umieszczony jest wkraplacz z kranikiem oraz ze szlifem włożony do kolby ssawkowej. W bocznym wylocie kolby ssawkowej założony jest gumowy wężyk, który włożony jest do cylindra miarowego, który to jest odwrócony do góry dnem i zanurzony w wodzie wypełniającej zlewkę. — Pomocniczy schemat do skonstruowania zestawu do zbierania gazów nierozpuszczalnych lub słabo rozpuszczalnych w wodzie
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R15DQ57EQKFvz

Hipoteza:

Stężenie substratu (nadtlenku wodoru) wpływa na szybkość reakcji jego rozkładu. Ilość katalizatorakatalizatorkatalizatora wpływa na szybkość reakcji.

Obserwacje:

W trakcie wkraplania wodnego roztworu nadtlenku wodoru (o dowolnie wybranym stężeniu), do tlenku manganu( $IV$ ) zaczyna wydzielać się bezbarwny gaz.

Przy stałej ilości katalizatora, wraz ze wzrostem stężenia używanego wodnego roztworu nadtlenku wodoru wzrasta intensywność wydzielania się gazu.

Przy stałym stężeniu nadtlenku wodoru i przy zwiększonej ilości katalizatora gaz wydziela się bardziej intensywnie.

Wnioski:

Wraz ze wzrostem stężenia roztworu nadtlenku wodoru zwiększa się szybkość reakcji rozkładu tej substancji.

Wraz ze wzrostem ilości katalizatora zwiększa się szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru.

Polecenie 1

Zanotuj, ile czasu upłynęło, aby wyprzeć $20 %$ , $50 %$ , $70 %$ i $100 %$ wody z cylindra przy użyciu $0,6 g$ tlenku manganu( $IV$ ) oraz różnych stężeń nadtlenku wodoru, kolejno: $1 %$ , $3 %$ , $6 %$ i $10 %$ .

RiV6t7gpLa53N

Tabela nr 1

Polecenie 2

Zanotuj, ile czasu upłynęło, aby wyprzeć $20 %$ , $50 %$ , $70 %$ i $100 %$ wody z cylindra przy użyciu kolejno $0,1 g$ i $1, 0 g$ tlenku manganu( $IV$ ) oraz wybranego stężenia nadtlenku wodoru.

RmJJdlQU8Kqo5

Tabela nr 2

Słownik

katalizator

substancja, która zwiększa szybkość reakcji chemicznej, nie naruszając stanu końcowej równowagi i właściwości termodynamicznych układu i pozostaje w stanie niezmienionym po zakończeniu reakcji

kataliza homogeniczna, kataliza jednorodna

katalizator i substancje reagujące występują w tej samej fazie

kataliza heterogeniczna, kataliza niejednorodna

katalizator i substancje reagujące nie występują w tej samej fazie

inhibitor

(łac. inhibeo „wstrzymuję”) substancja, która dodana w niewielkiej ilości do układu reagującego, powoduje zmniejszenie szybkości lub niekiedy całkowite zatrzymanie reakcji chemicznej

Bibliografia:

Encyklopedia PWN

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Chemia. Repetytorium. Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko‑Biała 2010.

Pigoń K., Ruziewicz Z., Chemia fizyczna, t. 1, Warszawa 2007.

Wprowadzenie

Symulacja interaktywna

Badanie szybkości katalitycznego rozkładu nadtlenku wodoru

Słownik

Bibliografia: