Классы
Предметы

Скорость химических реакций. Лабораторная работа

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Скорость химических реакций. Лабораторная работа

На уроке проводятся эксперименты, демонстрирующие зависимость скорости химической реакции от различных факторов. Из материалов данного урока вы узнаете, как влияют на скорость химической реакции степень измельчения, концентрация и природа веществ, а также температура и наличие катализатора.

Опыт № 1. Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ

  • Изучение влияния природы кислоты

В одну пробирку наливаем раствор соляной кислоты, а в другую – столько же уксусной (примерно одинаковой концентрации). Одновременно помещаем в них по грануле цинка. В обеих пробирках протекает реакция замещения с выделением водорода:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Zn + 2CH3COOH = Zn(CH3CОО)2 + H2

В пробирке с уксусной кислотой водород выделяется с меньшей скоростью. Это можно объяснить тем, что уксусная кислота обладает меньшими кислотными свойствами по сравнению с соляной кислотой.

  • Изучение влияния природы металла

В две пробирки нальем одинаковое количество соляной кислоты и одновременно поместим в них по кусочку металлов разной природы: цинка и магния. Уравнения данных реакций:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Реакция соляной кислоты с магнием протекает с большей скоростью, так как интенсивнее выделяется водород. Магний – более активный металл, чем цинк (магний стоит в ряду напряжений левее цинка). Рис. 1.

Результаты опыта по взаимодействия цинка (слева) и магния (справа) с соляной кислотой

Рис. 1. Результаты опыта по взаимодействия цинка (слева) и магния (справа) с соляной кислотой

Опыт № 2. Зависимость скорости реакции от площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ

  • Изучение влияния степени измельчения вещества (поверхности соприкосновения реагирующих веществ).

В две пробирки нальем примерно по 2 мл раствора медного купороса. Одновременно поместим в одну пробирку кусок железной проволоки, а в другую – железный порошок. В обеих пробирках протекает реакция замещения в соответствии с уравнением:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓

О протекании реакции замещения между сульфатом меди (II) и железом можно судить по выделению из раствора вещества красно-бурого цвета – меди. Признаки реакции быстрее появились в пробирке с порошком железа, т. к. порошок железа имеет большую площадь поверхности соприкосновения с раствором медного купороса. Мы видим, что измельчение вещества приводит к повышению скорости реакции.

Результаты опыта по взаимодействия железного гвоздя и железного порошка с раствором CuSO4

Рис. 2. Результаты опыта по взаимодействия железного гвоздя и железного порошка с раствором CuSO4

Опыт № 3. Зависимость скорости реакции от концентрации исходных веществ

В две пробирки поместим по 2 гранулы цинка и осторожно прильем растворы уксусной кислоты: в первую пробирку – 9%-ный уксус, а во вторую – 70%-ную кислоту. Реакция протекает быстрее в той пробирке, в которой больше концентрация уксусной кислоты.

Опыт № 4. Зависимость скорости реакции от температуры

В две пробирки с соляной кислотой одинаковой концентрации добавим по 1 грануле цинка. Одну из пробирок поместим в стакан с горячей водой. Наблюдаем, что при нагревании скорость выделения водорода увеличивается. Скорость реакции зависит от температуры, при которой она проводится.

Опыт № 5. Зависимость скорости реакции от участия катализатора

На дно стакана нальем 3%-ный раствор перекиси водорода. Пероксид водорода – очень непрочное вещество и легко разлагается на воду и кислород:

2H2O2 = 2H2O + O2↑.

При обычных условиях реакция разложения пероксида водорода протекает медленно, признаков реакции (т. е. выделения пузырьков газа) мы не наблюдаем. Добавим в стакан с перекисью водорода немного черного порошка оксида марганца (IV). Наблюдаем интенсивное выделение пузырьков газа. Внесем в стакан тлеющую лучинку – она разгорается, следовательно, выделяющийся газ – кислород. Почему при внесении в стакан оксида марганца скорость реакции увеличилась? Дело в том, что оксид марганца является катализатором реакции разложения пероксида водорода. Катализатор, участвуя в реакции, ускоряет ее, но сам в ней не расходуется.

Разложение пероксида водорода под действием катализатора MnO2

Рис. 3. Разложение пероксида водорода под действием катализатора MnO2

 

Список литературы

  1. Оржековский П.А. Химия: 9-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§14)
  2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§14)
  3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
  4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003. (с. 116–131)

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме (Источник).
  2. Chem-bsu.narod.ru (Источник).
  3. S-konda.ru (Источник).
  4. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник).

  

Домашнее задание

  1. с. 99 №№ 1–3 из учебника П.А. Оржековского «Химия: 9-й класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.
  2. Почему сахарный песок быстрее растворится в стакане с теплой водой, чем кусок сахара?
  3. Участвует ли катализатор в химической реакции?