Лабораторний дослід 5. Вплив поверхні контакту реагентів, концентрації и температури на швидкість реакції цинку з хлоридною кислотою

Речовини: хлоридна кислота різної концентрації, порошок цинку, цинкові стружки, гранули цинку.

Обладнання: штатив для пробірок, пробірки або планшетка, тримач, нагрівний прилад або спиртівка, шпатель, білий екран.

ХІД РОБОТИ

Пригадайте правила безпечного поводження з кислотами та дотримуйтесь їх під час виконання дослідів.

Дослід 1.

а) У дві заглибини планшетки або дві пробірки всипте однакові маси: в першу - порошку цинку, у другу - цинкових стружок. Під планшетку чи пробірки покладіть білий екран і долийте хлоридної кислоти об'ємом по 1 мл, розбавленої 1:2. Порівняйте результати реакцій. Поясніть спостереження.

У першій пробірці пухирці водню виділяються швидше. Швидкість реакції більша, бо більша площа поверхні реагуючих речовин.

б) Напишіть рівняння реакції, розгляньте її з погляду окисно-відновних процесів.

Zn⁰ + 2H⁺¹Cl = Zn⁺²Cl₂ + H₂⁰↑

Як бачимо, Цинк підвищив ступінь окиснення від 0 до +2, виступив відновником і окиснився, а Гідроген знизив ступінь окиснення від +1 до 0, виконав роль окисника і відновився. У реакції беруть участь атоми Цинку і катіони Гідрогену. Взаємодіяти з йонами Н⁺ можуть лише атоми Цинку, які перебувають на поверхні металу. Загальна площа поверхні усіх часточок цинкового порошку значно перевищує площу поверхні гранули металу. Тому порошок цинку швидше взаємодіє з кислотою.

в) Висновок: швидкість хімічної реакції прямопропорційна величині площі зіткнення реагуючих речовин.

Дослід 2.

а) У дві пробірки покладіть дві однакові гранули цинку і долийте до кожної з них хлоридної кислоти об'ємом по 1 мл, розбавленої 1:10. Що спостерігаєте? Спостерігаємо виділення пухирців водню.

б) Одну з пробірок залишіть без змін. Другу ж вмонтуйте у тримач і злегка нагрійте (дотримуйтеся правил безпеки під час роботи з кислотами і вогнем). Порівняйте отриманий результат, поясніть, чому відбулися такі зміни.

При нагріванні водень виділяється інтенсивніше. Температура впливає на швидкість перебігу реакції.

в) Висновок: з підвищенням температури швидкість перебігу хімічної реакції зростає.

Дослід 3.

а) У дві пробірки насипте однакові порції порошку магнію. До першої влийте хлоридну кислоту, розбавлену 1:5 об'ємом 1 мл, до другої - хлоридну кислоту, розбавлену 1:10. Що спостерігаєте? Порівняйте результати і поясніть причину їхньої відмінності. Спостерігаємо, що водень виділяється швидше у першій пробірці. Причина в тому, що у цій пробірці концентрація хлоридної кислоти більша і тому перебіг реакції швидший.

б) Висновок: швидкість хімічної реакції прямопропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин.