Вопросы?, страница 55 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

По какому признаку можно судить о скорости протекания реакции?

Решение

Скорость химической реакции — это величина, показывающая, как быстро изменяется количество (концентрация, масса, объем) одного из вступающих в реакцию или образующихся в результате реакции веществ за единицу времени. О скорости протекания реакции можно судить по изменению любого измеряемого свойства системы, которое функционально связано с концентрацией одного из участников реакции.

Математически скорость гомогенной реакции определяется как изменение молярной концентрации ($C$) одного из веществ в единицу времени ($t$):

$v = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t}$

Знак «−» используется, если скорость определяется по изменению концентрации исходного вещества (реагента), так как его концентрация со временем уменьшается. Знак «+» используется, если скорость определяется по изменению концентрации продукта реакции, так как его концентрация со временем возрастает.

На практике о скорости реакции судят по следующим внешним признакам, которые можно наблюдать и измерять:

• Изменение концентрации реагентов или продуктов. Это основной способ определения скорости. Концентрацию можно измерять различными физико-химическими методами, такими как титрование, спектрофотометрия, хроматография.
• Изменение объема или давления газа. Если в реакции участвуют или образуются газообразные вещества, то скорость можно определить, измеряя объем выделившегося газа за определенное время (например, с помощью газовой бюретки) или изменение давления в замкнутом сосуде (с помощью манометра). Например, в реакции цинка с соляной кислотой ($Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$) скорость измеряют по объему выделяющегося водорода.
• Изменение окраски раствора. Если один из реагентов или продуктов имеет характерную окраску, то по изменению ее интенсивности можно судить о скорости реакции. Интенсивность окраски измеряют с помощью колориметра или спектрофотометра. Например, при обесцвечивании раствора перманганата калия ($KMnO_4$, фиолетовый) в реакции с щавелевой кислотой.
• Образование или растворение осадка. Если в ходе реакции образуется нерастворимое вещество (осадок), о скорости можно судить по увеличению его массы или по изменению мутности раствора (турбидиметрически). Например, в реакции между растворами нитрата серебра и хлорида натрия с образованием осадка хлорида серебра ($AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$).
• Изменение температуры системы. Для экзотермических реакций (с выделением тепла) и эндотермических (с поглощением тепла) скорость реакции можно оценить по скорости изменения температуры. Однако этот метод является косвенным и менее точным.
• Изменение электропроводности раствора. Если в ходе реакции изменяется количество или подвижность ионов в растворе, то будет меняться и его электропроводность. Это изменение можно зафиксировать с помощью кондуктометра. Например, в реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.
• Изменение pH среды. Если в реакции образуются или расходуются ионы водорода ($H^+$) или гидроксид-ионы ($OH^-$), то скорость можно контролировать, измеряя pH раствора с помощью pH-метра.

Таким образом, выбор признака для определения скорости реакции зависит от конкретных свойств веществ, участвующих в ней.

Ответ: О скорости протекания реакции можно судить по скорости изменения любого физического или химического свойства системы, которое напрямую связано с изменением концентрации реагентов или продуктов. К таким признакам относятся: изменение концентрации, изменение объема или давления газа, изменение окраски, образование или растворение осадка, изменение температуры, электропроводности или pH среды.