Лабораторный опыт 2, страница 119 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

Лабораторный опыт 2. Исследование влияния температуры и концентрации кислоты на скорость взаимодействия цинка и соляной кислоты

Реактивы: цинк, хлороводородная кислота с концентрацией $1 \text{ моль/дм}^3$ (3,6 %) и с концентрацией $0,1 \text{ моль/дм}^3$ (0,36 %).

I. Влияние концентрации

1. В две пробирки поместите по две одинаковые гранулы цинка.

2. В одну пробирку прилейте 1–2 $\text{см}^3$ кислоты с концентрацией $1 \text{ моль/дм}^3$, в другую — столько же кислоты с молярной концентрацией $0,1 \text{ моль/дм}^3$.

3. Сравните интенсивность выделения водорода.

4. Сформулируйте и запишите вывод о влиянии концентрации кислоты на скорость её взаимодействия с цинком.

II. Влияние температуры

1. Пробирку, в которой газ выделяется медленно, слегка подогрейте. Дайте объяснение наблюдаемому явлению.

2. Сформулируйте и запишите вывод о влиянии температуры на скорость реакции.

I. Влияние концентрации

Решение:

В ходе эксперимента происходит химическая реакция между цинком и соляной кислотой, уравнение которой:

$Zn_{(тв)} + 2HCl_{(р-р)} \rightarrow ZnCl_{2(р-р)} + H_{2(г)} \uparrow$

Сравнение интенсивности выделения водорода (п. 3):

В пробирке, содержащей соляную кислоту с концентрацией 1 моль/дм³, наблюдается интенсивное, бурное выделение пузырьков водорода. В пробирке, где концентрация кислоты составляет 0,1 моль/дм³, реакция протекает значительно медленнее, и выделение газа едва заметно.

Вывод о влиянии концентрации (п. 4):

Скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ. Чем выше концентрация соляной кислоты, тем больше скорость ее взаимодействия с цинком. Это объясняется тем, что в более концентрированном растворе в единице объема находится большее количество частиц реагента (ионов водорода $H^+$). Это приводит к увеличению частоты столкновений между ионами кислоты и поверхностью цинка, что, в свою очередь, увеличивает число эффективных столкновений, ведущих к реакции.

Ответ: С увеличением концентрации соляной кислоты скорость ее реакции с цинком возрастает.

II. Влияние температуры

Решение:

Объяснение наблюдаемого явления (п. 1):

При нагревании пробирки, в которой газ выделяется медленно (с кислотой концентрацией 0,1 моль/дм³), наблюдается значительное увеличение интенсивности выделения водорода. Это свидетельствует об увеличении скорости реакции. Явление объясняется тем, что повышение температуры приводит к увеличению средней кинетической энергии реагирующих частиц. В результате возрастает не только общая частота их столкновений, но и, что более важно, резко увеличивается доля "активных" частиц — тех, что обладают энергией, достаточной для преодоления энергетического барьера реакции (энергии активации). Это приводит к увеличению числа эффективных столкновений в единицу времени и, как следствие, к росту скорости реакции.

Вывод о влиянии температуры (п. 2):

На основании данного наблюдения можно сформулировать вывод, что скорость химической реакции увеличивается с повышением температуры.

Ответ: При повышении температуры скорость химической реакции возрастает.