How do you prepare a 0.2 M sodium thiosulfate solution in the lab?

Weigh 37.227 g of sodium thiosulfate pentahydrate and transfer it into a 1-L volumetric flask using a powder funnel. Add 600 mL of deionized water, stir until homogeneous, then add 150 mL more water and continue stirring. Once fully dissolved and mixed, transfer the solution to a labeled 750-mL bottle for storage.

What is the correct procedure for diluting concentrated HCl to 6 M?

Measure 174 mL of 12.1 M HCl using a graduated cylinder and pour it into a 500-mL Erlenmeyer flask. Slowly add 176 mL of deionized water to the acid, never the reverse. Stir with a magnetic stir bar until homogeneous, then transfer to a labeled 500-mL bottle for storage in the instructor's hood.

Why must sodium thiosulfate and HCl solutions be prepared in a fume hood?

HCl is toxic and highly corrosive, while sodium thiosulfate is an irritant. Preparing these solutions in a fume hood protects students from harmful vapors and chemical exposure. Additionally, sulfur dioxide gas evolves from product mixtures during the experiment, requiring continued fume hood use and overnight ventilation.

What equipment should be set up at each fume hood for student pairs?

Each station requires a stir plate with support stand, test tube with X label, magnetic stir bar, beakers (50 mL, 100 mL, 600 mL), graduated cylinders, volumetric flasks and pipettes, watch glasses, thermometer, timer, clamps, forceps, and lab tape. This setup enables students to safely conduct concentration-dependent experiments with proper measurement and mixing capabilities.

How should waste materials be handled after the concentration dependence experiment?

Neutralize acid waste according to lab protocols and collect sodium thiosulfate waste in a designated container. Leave neutralized waste in the fume hood overnight to allow sulfur dioxide gas to evolve. After at least 12 hours, flush the liquid down the drain and dispose of solid sulfur and baking soda in the lab trash.

What safety precautions should be taken before preparing solutions?

Put on a lab coat, splash-proof safety glasses, and nitrile gloves before beginning. Obtain a waste container for aqueous sodium thiosulfate in advance and fill a 250-mL wash bottle with deionized water near the waste container. These precautions protect against chemical splashes and provide immediate access to water for emergencies.

Dependência de Concentração

Conceitos Preparação do instrutor Protocolo do estudante

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A medida da rapidez com que uma reação ocorre é chamada de taxa de reação. Para uma reação de etapa única, a taxa é igual à mudança na concentração de cada reagente ou produto ao longo do tempo multiplicada pelo inverso do coeficiente estequiométrico correspondente. Você pode pensar na mudança na concentração ao longo do tempo como a concentração no tempo t menos a concentração inicial dividida por t. As taxas de reação são sempre positivas, então as expressões do reagente têm sinais negativos. Essas taxas podem não ser iguais em reações de várias etapas, mas ainda podemos usar essa relação como uma estimativa para a reação geral.

A lei de taxa, ou equação de taxa, descreve a relação entre a velocidade da reação e as concentrações do reagente. Nesta equação, k é a constante de taxa, A e B são os dois reagentes e m e n são suas respectivas ordens de reação. A ordem da reação descreve a relação entre a concentração de um reagente e a taxa e não está relacionada à estequiometria. É vital lembrar que a ordem da reação não é a mesma que o coeficiente do reagente na equação balanceada.

Quando uma reação envolve dois ou mais reagentes, devemos considerar a ordem de reação para cada reagente. A ordem geral da reação é igual à soma das ordens de reação dos reagentes. Por exemplo, se o reagente A é de primeira ordem e o reagente B é de ordem zero, a ordem geral da reação é um. As ordens de reação mais comuns em reações simples são ordem zero, primeira ordem e segunda ordem. Vamos examiná-los usando uma reação unimolecular como exemplo.

Se a reação for de ordem zero, a concentração do reagente não terá efeito na taxa de reação. Assim, a taxa de reação é igual a k, a constante de taxa. Um gráfico da taxa de reação em relação à concentração é uma linha horizontal.

Nas relações de primeira ordem, a concentração do reagente está linearmente relacionada à taxa de reação. Assim, a taxa é igual à constante de taxa vezes a concentração do reagente. Um gráfico da taxa de reação em relação à concentração será linear, com k como inclinação.

Se a reação for de segunda ordem, há uma relação quadrática entre a concentração e a taxa. Assim, a taxa é igual à constante de taxa vezes a concentração ao quadrado. Um gráfico da taxa em relação à concentração será parabólico, com k como inclinação.

A constante de taxa, k, é um valor dependente da temperatura que relaciona a energia de ativação da reação com a taxa de reação. Você explorará isso no próximo experimento de laboratório.

As taxas de reação são normalmente dadas em moles por litro por segundo. A taxa tem as mesmas unidades, independentemente da ordem de reação. Assim, a constante de taxa tem unidades diferentes, dependendo da ordem de reação. Por exemplo, se A é de primeira ordem e B é de ordem zero, então temos uma instância de moles por litro na equação de taxa. Portanto, a constante de taxa deve estar em segundos inversos.

Então, como determinamos a ordem de reação? A ordem de reação deve ser determinada experimentalmente por meio de uma série de testes. Se você tiver dois reagentes, um método é manter a concentração de um reagente constante, variar o outro e cronometrar quanto tempo leva para fazer uma certa quantidade de produto. O mesmo processo é repetido para o segundo reagente. Você pode então estimar a ordem de cada reagente plotando a taxa versus a concentração variável dos reagentes e vendo se ela se parece com um gráfico de zero, primeira ou segunda ordem. Combinar seus dados com a equação de taxa correspondente também permitirá que você calcule k.

Neste laboratório, você determinará as ordens de reação de dois reagentes variando suas concentrações e cronometrando quanto tempo leva para a reação progredir para tornar a solução opaca.

At the end of this lab, students should know...

O que é cinética química?

A cinética química descreve os mecanismos das reações químicas e as taxas associadas a elas.

Quais fatores afetam a taxa de reação?

A taxa de reação é afetada pela concentração dos reagentes, a temperatura da reação, a pressão na qual a reação está ocorrendo e o estado da matéria dos reagentes.