Реши задание на изображении

Разберём опыт подробно.

В обеих пробирках находится раствор тиосульфата натрия \(\mathrm{Na_2S_2O_3}\). В одну пробирку добавляют раствор хлорида бария \(\mathrm{BaCl_2}\), а в другую — соляную кислоту \(\mathrm{HCl}\). Так можно сравнить, как природа реагирующих веществ влияет на скорость реакции.

1. Реакция тиосульфата натрия с хлоридом бария

Наблюдение

После добавления \(\mathrm{BaCl_2}\) раствор почти сразу мутнеет: образуется белый осадок тиосульфата бария.

Уравнение реакции

\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl} \]

Образование осадка обозначается стрелкой \(\downarrow\).

Ионное уравнение

Растворимые вещества распадаются на ионы:

\[ \mathrm{Ba^{2+} + S_2O_3^{2-} \rightarrow BaS_2O_3\downarrow} \]

Ионы \(\mathrm{Na^+}\) и \(\mathrm{Cl^-}\) в реакции не участвуют, поэтому они сокращаются в полном ионном уравнении.

Тип реакции

Это реакция обмена, сопровождающаяся образованием осадка.

Она протекает быстро, потому что ионы \(\mathrm{Ba^{2+}}\) и \(\mathrm{S_2O_3^{2-}}\) сразу соединяются с образованием малорастворимого вещества.

---

2. Реакция тиосульфата натрия с соляной кислотой

Наблюдение

После добавления соляной кислоты раствор постепенно мутнеет. Появляется жёлтая сера, а также выделяется газ с резким запахом — сернистый газ \(\mathrm{SO_2}\).

Уравнение реакции

\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]

Стрелка \(\downarrow\) показывает образование серы, а стрелка \(\uparrow\) — выделение газа.

Ионное уравнение

\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]

Процесс можно представить в два этапа:

\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S_2O_3} \]

Затем образующаяся тиосерная кислота \(\mathrm{H_2S_2O_3}\) является неустойчивой и разлагается:

\[ \mathrm{H_2S_2O_3 \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]

Тип реакции

Это реакция разложения неустойчивой тиосерной кислоты, образующейся при взаимодействии тиосульфата с кислотой.

---

Сравнение скорости реакций

В первой пробирке белый осадок образуется практически мгновенно. Во второй пробирке сначала должна образоваться неустойчивая тиосерная кислота, которая затем разлагается на серу, сернистый газ и воду.

Поэтому в условиях данного опыта:

\[ \text{реакция с } \mathrm{BaCl_2} \text{ протекает быстрее} \]

а реакция с соляной кислотой заметно медленнее по появлению видимого признака — помутнения раствора.

Главная причина различия заключается в природе реагирующих веществ и механизме реакций:

• с хлоридом бария происходит быстрое соединение ионов с образованием осадка;
• с соляной кислотой происходит более сложное превращение тиосульфат-иона и разложение промежуточного вещества.

Как выражают скорость реакции

Среднюю скорость химической реакции можно определить по изменению концентрации вещества за единицу времени:

\[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t} \]

где:

• \(v\) — скорость реакции;
• \(\Delta c\) — изменение концентрации вещества;
• \(\Delta t\) — промежуток времени.

Если сравнивают реакции по времени появления одинакового внешнего признака, например помутнения, то при одинаковых условиях более быстрой считают реакцию, для которой этот признак появляется за меньшее время.

Вывод

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ. Взаимодействие тиосульфата натрия с хлоридом бария происходит быстрее, чем его взаимодействие с соляной кислотой: в первом случае быстро образуется белый осадок тиосульфата бария, а во втором постепенно выделяются сера и сернистый газ.