Хімія. 9 клас. Ярошенко

§ 23. Експериментальне дослідження впливу різних чинників на швидкість хімічних реакцій. Практична робота 3

Без використання знань про швидкість хімічної реакції та її зміну під впливом різних чинників не може функціонувати жодне хімічне виробництво. Теоретичними обчисленнями й за допомогою експериментів добирають концентрацію розчинів, температуру, площу поверхні контакту твердих речовин, за необхідності — каталізатор. Це потрібно для того, щоб хімічна реакція відбувалася з достатньою швидкістю, самочинно не зупинялась і не протікала занадто швидко, бо коли швидкість реакції занадто висока, може статися вибух. Для зменшення швидкості екзотермічних реакцій відводять зайву кількість теплоти. Наприклад, для збільшення швидкості реакції вводять каталізатор або збільшують площу поверхні контакту реагентів. Ці питання настільки важливі, що ними займається окремий розділ хімії — хімічна кінетика.

Знання про швидкість хімічної реакції корисні й у повсякденному житті людини. Будучи далекими від знань про хімічну кінетику, люди здавна користувалися її закономірностями. Щоб швидше «підходило» тісто, посудину з ним ставили в тепле місце, а щоб довше зберегти молоко свіжим, тримали його в холодному місці чи ставили глечик з молоком у холодну воду. Домоткане полотно раніше вибілювали на сонці, періодично змочуючи його водою тощо.

В окремих випадках, навпаки, що повільніше відбуваються реакції, то краще. Це стосується руйнування металів, згіркнення олії, псування м'яса й інших харчових продуктів тощо.

Виконання завдань практичної роботи 3 «Вплив різних чинників на швидкість хімічних реакцій» дозволить вам на власноруч виконаних дослідах закріпити знання про швидкість хімічних реакцій, вплив різних чинників на неї. Набутими знаннями і вміннями ви зможете скористатись у життєвих ситуаціях.

Практичну роботу краще виконувати малими групами, тому що для розв'язання деяких завдань необхідно одночасно проводити кілька дослідів.

Поміркуйте й наведіть власні приклади управління швидкістю хімічних реакцій у побуті.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Практична робота 3

Вплив різних чинників на швидкість хімічних реакцій

Завдання 1. Експериментально з'ясуйте вплив каталізаторів на швидкість хімічних реакцій.

Хід виконання

1. Обчисліть, який об'єм розчину гідроген пероксиду (масова частка розчиненої речовини дорівнює 3 %, а густина розчину 1 г/см3) необхідно використати для добування кисню об'ємом 280 мл (н. у.)

2. Зберіть прилад для добування кисню, як показано на малюнку 30, що на с. 117.

3. Помістіть у прилад розчин гідроген пероксиду об'ємом, який ви обчислили. Додайте до гідроген пероксиду невелику кількість (на кінчику шпателя) манган(IV) оксиду і швидко закрийте суміш речовин пробкою з газовідвідною трубкою. Спостерігайте за змінами в пробірці приладу.

4. Здійснюйте хронометраж часу, протягом якого відбувалася реакція. Перевіряйте тліючою скіпкою газ, що виділяється з газовідвідної трубки на наявність кисню.

5. Після того, як з газовідвідної труби почне виділятись кисень, а не повітря, що було у приладі, опустіть її в посудину для збирання кисню. Це може бути плоскодонна колба чи хімічний стакан об'ємом 200-250 мл. Після збирання кисню посудину накрийте кришкою чи пластинкою.

6. У полум'ї спиртівки чи іншого нагрівального приладу розжарте вуглину (можна замінити скіпкою). Спостерігайте за її горінням і кольором полум'я.

7. Внесіть розжарену вуглинку (тліючу скіпку) у посудину з киснем та спостерігайте за їх горінням у кисні й кольором полум'я.

8. З'ясуйте:

  • витратився чи залишився каталізатор. Для цього вміст пробірки, у якій відбувалася реакція розкладу гідроген пероксиду, профільтруйте.
  • чи змінилася швидкість горіння вуглецю в посудині з киснем, порівняно з його горінням у повітрі? Відповідь обґрунтуйте.

Зробіть висновки про те, як каталізатор і концентрація кисню вплинули на швидкість проведених вами реакцій.

Завдання 2. Експериментально з'ясуйте вплив площі поверхні контакту реагентів і температури на швидкість хімічних реакцій.

Хід виконання

1. Зважуванням встановіть масу 2-3 невеликих залізних цвяхів.

2. У дві пробірки помістіть по 2-3 такі цвяхи.

3. Зважте дві порції залізних ошурків масою, що дорівнює масі цвяхів, поміщених вами в перші дві пробірки.

4. Помістіть ошурки в третю та четверту пробірки.

5. Для подальшого виконання завдання відміряйте й помістіть у всі чотири пробірки по 2 мл розбавленого розчину сульфатної кислоти. Розчин кислоти перед виливанням у четверту пробірку розбавте вдвічі водою.

6. Спостерігайте й порівнюйте швидкість реакції заліза з розбавленою сульфатною кислотою в кожній пробірці.

7. Злегка нагрійте вміст першої пробірки. Спостерігайте за зміною швидкості реакції після нагрівання. Усі спостереження фіксуйте в зошиті.

8. Поясніть результати, одержані під час виконання цього завдання.

Зробіть висновки про те, чи вдалося вам на дослідах переконатись у впливі чинників (яких саме?) на швидкість реакції заліза з розбавленою сульфатною кислотою.

Завдання 3. Експериментально з'ясуйте вплив активності металів на швидкість їх взаємодії з кислотою.

Хід виконання

1. У дві пробірки помістіть приблизно однакову кількість різних металів, що є в шкільному кабінеті хімії приблизно однакового ступеня подрібнення.

2. Відміряйте й долийте в пробірки з металами по 2 мл розбавленої сульфатної кислоти. Спостерігайте за реакціями в обох пробірках. Який з металів за результатами виконаного вами дослідження реагує з більшою швидкістю? Поясніть результати експерименту.

Сформулюйте загальний висновок про те, за допомогою яких чинників можна змінювати швидкість хімічних реакцій.

Хід, результати та висновки оформіть у зошиті для практичних робіт.