Химический эксперимент, страница 96 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 13. Скорость химической реакции. Катализ. Глава 4. Химические реакции - страница 96.

Условие.

Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ. В две пробирки поместите 2–3 кусочка цинка. В одну пробирку добавьте раствор соляной кислоты, а в другую — уксусной кислоты той же концентрации. Поясните, что вы наблюдаете. Напишите уравнения соответствующих реакций.

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

$Zn + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$

Решение.

Решение 2.

Поясните, что вы наблюдаете.

При добавлении растворов кислот к кусочкам цинка в обеих пробирках начнется химическая реакция. Внешним проявлением реакции будет выделение пузырьков газа (водорода) с поверхности цинка и постепенное растворение металла.

Однако, интенсивность выделения газа в пробирках будет заметно отличаться. В пробирке с соляной кислотой ($HCl$) реакция будет протекать гораздо активнее и быстрее, чем в пробирке с уксусной кислотой ($CH_3COOH$).

Это различие в скорости объясняется природой кислот. Скорость реакции цинка с кислотой зависит от концентрации ионов водорода ($H^+$) в растворе.

• Соляная кислота ($HCl$) является сильной кислотой. В водном растворе она практически полностью диссоциирует (распадается) на ионы: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$. Это обеспечивает высокую концентрацию ионов водорода в растворе.
• Уксусная кислота ($CH_3COOH$) является слабой кислотой. Она диссоциирует обратимо и лишь в незначительной степени: $CH_3COOH \rightleftharpoons H^+ + CH_3COO^-$. Поэтому, несмотря на одинаковую общую концентрацию кислот, концентрация ионов водорода в растворе уксусной кислоты будет значительно ниже.

Поскольку скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ, более высокая концентрация ионов $H^+$ в растворе соляной кислоты приводит к более высокой скорости реакции.

Ответ: В обеих пробирках будет наблюдаться выделение пузырьков газа (водорода). В пробирке с соляной кислотой реакция будет протекать гораздо интенсивнее, чем в пробирке с уксусной кислотой. Это обусловлено тем, что соляная кислота является сильным электролитом и создает в растворе более высокую концентрацию ионов водорода по сравнению со слабой уксусной кислотой при той же молярной концентрации.

Напишите уравнения соответствующих реакций.

1. Взаимодействие цинка с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Взаимодействие цинка с уксусной кислотой с образованием ацетата цинка и водорода:
$Zn + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$

Ответ:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$
$Zn + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$