Лабораторный опыт №6, страница 57 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №6

Влияние температуры, концентрации и размера частиц на скорость реакции

Цель работы: изучить влияние различных факторов на скорость химической реакции.

Реактивы и оборудование. Цинк (гранулы), растворы соляной кислоты, разбавленные водой в следующем объеме: $(1:2)$, $(1:5)$ и $(1:10)$, растворы серной кислоты, разбавленные $(1:2)$ и раствор уксусной кислоты, разбавленный $(1:2)$.

Опыт №1. В две пробирки положите по две гранулы цинка. В каждую пробирку налейте разбавленную серную кислоту $(1:10)$. Одну пробирку немного нагрейте, вторую пробирку оставьте для сравнения при комнатной температуре.

Опыт №2. В две пробирки положите по две гранулы цинка. В первую налейте 2 мл разбавленной хлороводородной кислоты $(1:2)$ объема, во вторую 2 мл разбавленной $(1:2)$ уксусной кислоты.

Опыт №3. В две пробирки положите по две гранулы цинка. В первую налейте 2 мл хлороводородной кислоты $(1:5)$, в другую 2 мл разбавленной $(1:10)$ хлороводородной кислоты.

Опыт №4. В одну пробирку положите немного порошка железа, во вторую пробирку – в таком же количестве мелкие кусочки железа. В обе пробирки налейте по 2 мл разбавленной $(1:2)$ хлороводородной кислоты. Сделайте выводы.

Вопросы и задания

1. Что вы наблюдали в проведенных опытах? Напишите об этом в тетрадях для лабораторных работ.

2. По каждому опыту напишите свои выводы.

1. Во всех опытах, где происходило взаимодействие металла с кислотой, наблюдалось выделение пузырьков бесцветного газа (водорода). Скорость реакции можно было оценить визуально по интенсивности этого газовыделения. Чем активнее выделялся газ, тем выше была скорость реакции.

2. Опыт №1. В пробирке, которую нагревали, реакция цинка с разбавленной серной кислотой протекала значительно интенсивнее (наблюдалось бурное выделение газа), чем в контрольной пробирке при комнатной температуре, где реакция шла медленно. Уравнение реакции: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$.

Ответ: Скорость химической реакции увеличивается при повышении температуры.

Опыт №2. В пробирке с соляной кислотой реакция с цинком шла заметно быстрее, чем в пробирке с уксусной кислотой той же концентрации. Это объясняется тем, что соляная кислота ($HCl$) является сильной и практически полностью диссоциирует на ионы, в то время как уксусная кислота ($CH_3COOH$) – слабая, и диссоциирует лишь частично. Следовательно, концентрация ионов водорода $H^+$, непосредственно участвующих в реакции, в соляной кислоте гораздо выше. Уравнения реакций: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$ и $Zn + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$.

Ответ: Скорость химической реакции зависит от природы (химической активности) реагирующих веществ.

Опыт №3. В пробирке с более концентрированным раствором соляной кислоты (разбавление 1:5) реакция с цинком протекала более энергично, чем в пробирке с менее концентрированным раствором (разбавление 1:10). В более концентрированном растворе содержится больше частиц кислоты в единице объема, что приводит к большему числу столкновений с частицами цинка в единицу времени.

Ответ: Скорость химической реакции возрастает с увеличением концентрации реагирующих веществ.

Опыт №4. В пробирке с железным порошком реакция с соляной кислотой шла очень быстро, в то время как в пробирке с кусочками железа реакция была значительно медленнее. При одинаковой массе, порошок имеет гораздо большую общую площадь поверхности, чем кусочки. Уравнение реакции: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$.

Ответ: Скорость гетерогенной реакции (реакции между веществами в разных агрегатных состояниях) увеличивается с увеличением площади поверхности соприкосновения реагентов.