Лабораторная работа №4: Зависимость скорости реакции

Лабораторная работа № 4. Тема: Изучение зависимости скорости химической реакции от различных факторов. Опыт 1. Зависимость скорости от концентрации. В первой пробирке (9% уксус) реакция идет медленно. Во второй пробирке (70% уксусная эссенция) реакция протекает значительно быстрее. Вывод: Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Чем выше концентрация кислоты, тем больше столкновений молекул происходит в единицу времени. Уравнение реакции: \[ Zn + 2CH_{3}COOH \rightarrow Zn(CH_{3}COO)_{2} + H_{2}\uparrow \] Опыт 2. Зависимость скорости от температуры. Наблюдение: В пробирке с горячей водой выделение пузырьков водорода происходит гораздо интенсивнее, чем в пробирке при комнатной температуре. Вывод: Повышение температуры увеличивает скорость химической реакции, так как молекулы начинают двигаться быстрее и обладают большей энергией для совершения эффективных соударений. Уравнение реакции: \[ Zn + H_{2}SO_{4} \rightarrow ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow \] Опыт № 3. Влияние факторов на взаимодействие иодида калия с пероксидом водорода. На скорость реакции повлияли следующие факторы: 1. Температура: Во втором случае (горячий раствор) реакция прошла мгновенно. 2. Концентрация: В третьем случае (0,8% KI) реакция прошла быстрее, чем в первом (0,4% KI). Вывод: Скорость реакции увеличивается при повышении температуры и при увеличении концентрации реагентов. Уравнение реакции: \[ 2KI + 3H_{2}O_{2} \rightarrow 2KOH + 2H_{2}O + I_{2} + O_{2} \] Опыт № 4. Сравнение сильной и слабой кислоты. Наблюдение: В пробирке с соляной кислотой водород выделяется быстрее, чем с уксусной. Причина: Соляная кислота \( HCl \) является сильным электролитом и полностью диссоциирует на ионы, создавая высокую концентрацию ионов водорода. Уксусная кислота \( CH_{3}COOH \) — слабый электролит, она диссоциирует лишь частично, поэтому концентрация активных ионов водорода в растворе ниже. Уравнения: \[ Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow \] \[ Zn + 2CH_{3}COOH \rightarrow Zn(CH_{3}COO)_{2} + H_{2}\uparrow \] Опыт № 5. Зависимость скорости от природы реагирующих веществ. Наблюдение: Реакция с магнием протекает гораздо быстрее и бурнее, чем с цинком. Причина: Магний является более активным металлом, чем цинк (он стоит левее в электрохимическом ряду напряжений металлов). Химическая активность металла напрямую определяет скорость его взаимодействия с кислотами. Уравнения: \[ Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow \] \[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_{2} + H_{2}\uparrow \] Опыт № 6. Зависимость скорости от площади поверхности соприкосновения. Наблюдение: В пробирке с железным порошком признаки реакции (появление красного налета меди) появились быстрее, чем в пробирке с проволокой. Причина: Порошок имеет гораздо большую суммарную площадь поверхности соприкосновения с раствором медного купороса, чем цельная проволока. Чем больше площадь контакта реагентов в гетерогенной реакции, тем выше её скорость. Уравнение: \[ Fe + CuSO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + Cu\downarrow \] Общий вывод: Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и площади поверхности соприкосновения (для твердых веществ).