Залежність хімічних реакцій від типів металів

Експериментальна установка

Як і інші речовини, метали при нагріванні на повітрі реагують з різною швидкістю. Швидкість та інтенсивність реакції залежить, з одного боку, від типу металу (наприклад, дорогоцінного або кольорового), а з іншого - від ступеня подрібненості. При більш високому ступені подрібненості площа поверхні речовини стає більшою, і ймовірність "зустрічі" з партнером по реакції збільшується. Речовини з високим ступенем подрібненості мають більшу реакційну поверхню. Це означає, що вони реагують швидше і сильніше, ніж речовини з нижчим ступенем фрагментації. Сила і швидкість реакції також залежить від типу металу. Тут велику роль відіграють поняття "благородний" і "неблагородний". Неблагородні метали реагують добре. На відміну від них, благородні метали при нагріванні на повітрі реагують гірше або взагалі не реагують.

Попередні знання

• Ступінь подрібненості описує відношення площі поверхні до об'єму речовини.
• За звичайних умов неблагородні метали реагують з киснем повітря.
• Реакція металів з киснем називається окисленням.

Принцип

• У цьому експерименті різні метали нагріваються на повітрі.
• Зокрема, вивчається реакційна здатність металів залежно від "ступеня подрібненості".
• У цьому експерименті метали реагують тим швидше, чим вище ступінь подрібненості.

Мета навчання

• Під час нагрівання на повітрі метали реагують із різною швидкістю.
• Швидкість і інтенсивність реакції залежить від типу металів, з одного боку, і від їхньої реакційної здатності - з іншого.

Завдання

• Учні нагрівають різні метали в повітрі.
• Учні досліджують вплив ступеня подрібненості на швидкість реакції.
• Потім оцінюють результати експерименту та реакційну поведінку металів з атмосферним киснем.

• Металевий порошок обпікає гарячим полум'ям! Поводьтеся з ним обережно!
• До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
• Одягніть захисні окуляри!
• Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.

• Під час проведення експерименту необхідно звертати увагу на термічну небезпеку, спричинену газовим пальником або спиртівкою.

Цукрова пудра має нижчий ступінь подрібненості

Ступінь подрібненості впливає на швидкість і інтенсивність реакції. Ступінь подрібненості - це відношення площі поверхні до об'єму речовини. Щоб краще зрозуміти цю концепцію, наведемо такі приклади з повсякденного життя.

Деревну стружку легше підпалити, ніж товсту колоду, а залізний порошок легше, ніж залізні цвяхи.

Іншим прикладом залежності швидкості реакції від ступеня подрібненості є розкладання їжі. Кусковий цукор має нижчий ступінь подрібненості порівняно з цукровим піском.

Від чого залежить реакційна поведінка металів під час нагрівання на повітрі?

• Нагрійте різні метали та металеві тіла на повітрі.

• Спостерігайте за змінами та швидкістю реакцій.

• Запишіть свої спостереження і дайте відповіді на запитання в протоколі.

• Візьміть газовий пальник і підключіть його до системи газопостачання, або запаліть спиртівку.
• Під час підключення газового пальника дотримуйтесь інструкцій викладача.
• Встановіть пальник (спиртівку) в центрі робочого місця.

• Візьміть два годинникові скельця.
• Покладіть на кожне годинникове скло трохи металевого порошку (на кінчику шпателя).
• Лабораторною ручкою позначте годинникові скельця.

• Дайте ложці для спалювання охолонути між циклами і очистіть її від металевих слідів.
• Візьміть шпателем трохи залізного порошку з годинникового скла.
• Тримайте пальник під кутом лівою рукою і злегка постукайте шпателем над полум'ям з достатньої висоти, щоб частина залізного порошку потрапила в полум'я.
• Використовуйте тільки мінімальну кількість порошку і стежте за тим, щоб він не потрапив в отвір пальника.
• Візьміть платиновий дріт щипцями для тигля й інтенсивно нагрійте його в найгарячішій частині полум'я пальника.Уважно огляньте дріт до і після експерименту.

Утилізація: Додайте металевий порошок у посуд для відходів важких металів.