Залежність швидкості реакції від температури I (оцтова кислота - магній)

Схема досліду

Загалом швидкість реакції залежить від температури й концентрації вихідних речовин. При цьому швидкість реакції зазвичай зростає як зі зростанням температури, так і зі зростанням концентрації вихідних речовин. Отже, температура є регулятором швидкості реакції, що доводиться враховувати в багатьох практичних застосуваннях, наприклад під час варіння харчових продуктів.

Дослід дає дидактично наочний вступ до кінетики хімічних реакцій.

Попередні знання

• Чинники впливу на кінетику реакції, як-от температура, концентрація вихідних речовин або ступінь подрібнення вихідних речовин.
• Хімічні реакції відбуваються самочинно, якщо вони екзергонічні.

Принцип

У цьому досліді оцтову кислоту й магній приводять до взаємодії і збирають водень, що утворюється. Концентрація й об'єм використаної оцтової кислоти однакові в кожному виконанні досліду, так само як і маса магнієвої стрічки. Змінюють упродовж досліду лише температуру вихідних речовин: за допомогою водяної бані досліджують (залежну від температури) поведінку оцтової кислоти й магнію в реакції за трьох різних температур.

Навчальна мета

У цьому досліді учні спостерігають, що швидкість хімічної реакції сильно залежить від температури.

Завдання

Завдання цього досліду - виміряти кількості водню, що утворюються за одиницю часу в реакції оцтової кислоти з магнієм за різних температур. Подальше порівняння початкових швидкостей реакцій показує в першому наближенні приблизно подвоєння швидкості реакції при підвищенні температури на 10 °C.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Щодо H- і P-формулювань звертайся до паспорта безпеки відповідної хімічної речовини.

Схема досліду

Установку збирають за рисунком поруч.

Прокладки різьбових з'єднань на тригорлій колбі замінюють на прокладки з отвором 8 мм. Один кінець залізного стрижня згинають у вушко або гачок, а другий кінець проколюють крізь гумовий ковпачок, що закриває скляну трубочку в бічному патрубку колби.

У колбу вносять приблизно 30–40 мл 1-молярної оцтової кислоти (55,6 мл концентрованої оцтової кислоти довести до 1000 мл) і за допомогою водяної бані (кристалізатор, температурний давач) доводять до температури, встановленої на температурному давачі.

Газовий шприц

Щойно температуру реакції досягнуто, у вушко (або гачок) підвішують зважений із точністю до 1 мг шматочок магнієвої стрічки (приблизно 0,1 г).

Після завершальної перевірки герметичності установки магній за допомогою залізного дроту вносять до розчину оцтової кислоти й одночасно запускають секундомір. Дослід повторюють з однаковими кількостями за трьох-чотирьох різних температур (наприклад, 20 °C, 30 °C, 40 °C, 50 °C).

За шкалою на газовому шприці можна кількісно визначити об'єми газу, що утворюється.

Оцтова кислота реагує з магнієм із виділенням газу.

Зі зростанням температури виділення газу пришвидшується.

Ліва таблиця показує приклад вимірювання.