Номер 5, страница 106 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. От каких из перечисленных ниже факторов не зависит скорость растворения алюминия в растворе щёлочи: температуры, давления, степени измельчения алюминия, концентрации щёлочи, формы сосуда, в котором происходит реакция?

Скорость химической реакции – это изменение количества вещества одного из реагентов или продуктов реакции в единицу времени. Растворение алюминия в растворе щёлочи является гетерогенной химической реакцией, так как в ней участвуют вещества в разных агрегатных состояниях: твёрдый алюминий и жидкий раствор щёлочи. Уравнение этой реакции:

$2Al(тв) + 2NaOH(р-р) + 6H_2O(ж) \rightarrow 2Na[Al(OH)_4](р-р) + 3H_2(г) \uparrow$

Проанализируем, как каждый из перечисленных факторов влияет на скорость этого процесса.

температуры

Согласно правилу Вант-Гоффа, повышение температуры на каждые 10°C приводит к увеличению скорости большинства химических реакций в 2-4 раза. Это объясняется тем, что при нагревании увеличивается средняя кинетическая энергия реагирующих частиц. Это ведет к более частым и, что важнее, более сильным (эффективным) столкновениям между ними, которые приводят к химическому превращению. Таким образом, скорость растворения алюминия в щелочи напрямую зависит от температуры.

Ответ: скорость реакции зависит от температуры.

давления

Давление является значимым фактором для скоростей реакций, в которых участвуют газообразные реагенты. В рассматриваемой реакции газ (водород) является продуктом, а не исходным веществом. Исходные вещества — твёрдое тело (алюминий) и жидкость (раствор щёлочи). Изменение внешнего давления практически не сказывается на концентрациях веществ в конденсированных фазах и, следовательно, не влияет на скорость их взаимодействия. Поэтому скорость растворения алюминия не зависит от давления.

Ответ: скорость реакции не зависит от давления.

степени измельчения алюминия

Данная реакция является гетерогенной, то есть протекает на границе раздела фаз «твёрдое тело – жидкость». Скорость таких реакций прямо пропорциональна площади поверхности контакта реагентов. Чем выше степень измельчения алюминия (например, использование порошка вместо слитка), тем больше его площадь соприкосновения с раствором, и тем быстрее он будет реагировать со щёлочью. Следовательно, скорость растворения зависит от степени измельчения алюминия.

Ответ: скорость реакции зависит от степени измельчения алюминия.

концентрации щёлочи

Щёлочь (а точнее, гидроксид-ионы $OH^−$) является одним из реагентов. Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Чем выше концентрация щёлочи в растворе, тем большее количество ионов $OH^−$ находится в единице объёма, что увеличивает частоту их столкновений с поверхностью алюминия в единицу времени. Это ведёт к увеличению скорости реакции.

Ответ: скорость реакции зависит от концентрации щёлочи.

формы сосуда, в котором происходит реакция

Форма сосуда не является прямым кинетическим фактором. Она не изменяет природу реагентов, их концентрацию, температуру системы или площадь поверхности твёрдого реагента. Хотя форма сосуда может косвенно влиять на условия протекания реакции (например, на эффективность перемешивания или скорость теплообмена с окружающей средой), сама по себе она не определяет скорость химического взаимодействия на молекулярном уровне. При прочих равных условиях, скорость реакции не зависит от формы сосуда.

Ответ: скорость реакции не зависит от формы сосуда.

Таким образом, проанализировав все факторы, можно дать окончательный ответ на поставленный вопрос. Скорость растворения алюминия в растворе щёлочи не зависит от давления и формы сосуда, в котором происходит реакция.