сть швидкості хімічної реакції від зовнішніх факторів
На початку уроку йде перевірка домашнього завдання подібного тому, що вирішували на попередньому уроці. Паралельно цьому обговорюється, чому з плином часу швидкість хімічної реакції зменшується (зменшується кількість вихідних речовин, а якщо реакція йде в розчині, то їх концентрації). Зменшення кількості вихідних речовин веде до того, що частки рідше стикаються один з одним, тому й зменшується швидкість хімічної реакції. Виходить, що швидкість хімічної реакції залежить від концентрації вихідних речовин.
Даний висновок необхідно підтвердити експериментально: розглянемо реакцію взаємодії розчинів тіосульфату натрію різних концентрацій і соляної кислоти (0,1 М). Заздалегідь приготовлений розчин 0,1 М тіосульфату натрію розбавляємо: у першому склянці 2,5 мл. розчину Na 2 S 2 O 3 + 5 мл. води, у другому 5 мл. розчину Na 2 S 2 O 3 + 2,5 мл. води; в третій наливаємо 7,5 мл. нерозбавленого розчину Na 2 S 2 O 3 . p> При проведенні досвіду один з учнів асистує вчителю. Метроном запускають одночасно з пріліваніем в кожен стаканчик 2,5 мл. соляної кислоти. Момент зливання розчинів вважають нульовим, далі відраховують час від початку реакції до помутніння. Асистент записує на дошці час протікання реакції в кожному стаканчику. p> 1-й склянка - 23с. p> 2-й склянка - 15с.
3-й склянка - 7с.
По зміні концентрації соляної кислоти обчислюємо швидкості реакції і креслимо графік:
W 1 = 0,043 моль/л • з W 2 = 0,067 моль/л • з W 4 = 0,143 моль/л • з
Рис. 4. Залежність швидкості реакції від концентрації.
Викреслювання графіка забирає час, але зате дає незамінні навички наукового дослідження, а значить, розвиває мислення учащіхся.Такім чином, учні, аналізуючи графік, роблять висновок, що швидкість хімічної реакції залежить від концентрації
реагуючих речовин. Після цього вчитель ставить запитання: чи буде впливати на швидкість реакції газоподібних і твердих речовин концентрація? Концентрація газу пропорційна тиску, тому зміна тиску (а значить і концентрації) змінює швидкість реакції. Тверді речовини під цю залежність не потрапляють, тому що тиск на них істотного впливу не робить (за винятком дуже великих). Таким чином, учні починають усвідомлювати, що швидкістю хімічних процесів можна управляти. Учитель повинен зробити акцент на те, що це особливо важливо для хімічних виробництв (найбільш рентабельні ті виробництва, в основі яких лежать реакції протікають найбільш швидко). У той же час деякі реакції небажані й їх швидкість необхідно уповільнити (наприклад, процеси корозії металів). Тому так важливо знати від чого залежить швидкість хімічної реакції. p> Далі обговорюється, як впливає природа речовини (його склад, вид, міцність зв'язків) на швидкість хімічної реакції. Учням пропонується розглянути приклад: взаємодія кисню і водню відбувається моментально, а взаємодія азоту і водню дуже повільно. Учитель наводить такі дані: для руйнування зв'язків у молекулах азоту потрібна енергія 942 кДж/моль, а в молекулах кисню - 494 кДж/моль. Тепер учням зрозуміло, що більш міцні молекули азоту важче вступають в реакцію і швидкість такої реакції дуже мала. Тобто, учні підводяться до висновку, що швидкість хімічної реакції залежить від природи реагуючих речовин.
Потім обговорюється вплив агрегатного стану речовини на швидкість реакції. Учні самостійно проводять реакцію взаємодії PbNO 3 і KJ в кристалічному вигляді і в розчині і роблять висновок, що швидкість хімічної реакції залежить від агрегатного стану речовини. Слід додати, що реакції між газоподібними речовинами йдуть ще швидше і часто супроводжуються вибухом. Сутички між частинками газів і в розчині відбуваються в усьому обсязі, а реакції з участю твердих речовин тільки на поверхні. p> Тоді як же можна збільшити швидкість хімічних реакцій за участю твердих речовин? Учитель наводить учнів на думку, що необхідно збільшити поверхню дотику, т.е роздрібнити речовина. Вплив цього фактора учні досліджують на прикладі взаємодії шматка мармуру з соляною кислотою і мармурової крихти з соляною кислотою. Знову формулюється висновок: швидкість реакції залежить від ступеня подрібнення твердої речовини.
Урок 3. Вплив температури на швидкість реакції
Обговорення нового матеріалу починається з демонстрації взаємодії 0,1 М розчинів тіосульфату натрію і соляної кислоти. При кімнатній температурі і при температурі на 10 Лљ С вище кімнатної. Для цього розчини нагрівають на водяній бані при постійному помішуванні. Досвід показує, що при кімнатній температурі помутніння розчину з'являється через 11с., а при підвищеній - через 5с. Учні самостійно розраховують швидкості обох процесів:
W 1 == 0,009 моль/л • з W
