ẢNH HƯỞNG CỦA DIỆN TÍCH BỀ MẶT ĐỐI VỚI TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC


SGK Lớp 10 – Bài 36 – Trang 150

SGK Lớp 10 – Bài 37 – Trang 155

1. Mục Đích:

Khảo sát ảnh hưởng của diện tích bề mặt chất phản ứng lên tốc độ của phản ứng hóa học.

2. Chuẩn bị lý thuyết:

Khi một chất rắn tác dụng với chất lỏng hay khí, bề mặt (diện tích) tiếp xúc sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì tốc độ phản ứng càng nhanh.

Để xác định tốc độ này nhanh hay chậm như thế nào ta có thể quan sát một cách định tính về tốc độ hình thành kết tủa hoặc ta có thể đo đạc cụ thể sự thay đổi nhiệt độ. Trong thí nghiệm này ta sẽ sử dụng phương pháp định lượng là đo sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của 2 phản ứng cùng loại nhưng diện tích tiếp xúc khác nhau. Phản ứng của:

Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2 + Tỏa nhiệt

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ: 1 aMixer MGA, 2 cảm biến nhiệt độ, 3 cốc 250 ml, 1 xi lanh đo 50 ml, 2 ly xốp gắn nhãn ‘X’ và ‘Y’, 1 cân điện tử, 1 trụ đỡ (2 kẹp), 1 mảnh giấy

Hóa chất: 15 mẩu Magiê (chiều dài 1.5 cm), bột Magiê (2 gam), 0.6 mol/dm3 dung dịch axít clohydric HCl

4. Tiến hành

I. Thiết lập và chuẩn bị thí nghiệm

Bước 1: Mở MGA, kết nối cảm biến nhiệt độ  vào CH1 và CH2 của MGA.

Bước 2: Nhấn vào biểu tượng icon1 , trong mcụ “CHỌN THỜI GIAN VÀ MẪU”, chọn “5 phút”. Trong mục “Chế độ kiểm tra”, chọn “Dừng sau 5 phút” và nhấn chạy.

chọn thời gian và mẫu

Bước 3: Dùng xi lanh đo lấy 50 ml dung dịch axít clohydric HCl cho vào 2 cốc xốp. Đặt 2 cốc xốp vào 2 cốc thủy tinh 250 ml để cho 2 cốc xốp khỏi bị đổ. Gắn cảm biến nhiệt độ ở CH1 vào trụ đỡ và nhúng vào dung dịch HCl trong cốc X. Làm tương tự với cảm biến nhiệt độ còn lại nhưng nhúng vào cốc Y.

sơ đồ lắp đặt thí nghiệm

Chú ý: Ta chỉ nhúng đầu cảm biến đủ sâu nhưng không nên chạm vào đáy cốc.

Bước 4: Lấy ra 5 mẫu magiê và cân chúng . Ghi lại vào bảng 1. Sử dụng mẩu giấy để cân một lượng bột magiê có khối lượng tương tự.

bảng 1

II. Thu thập dữ liệu và quan sát

Bước 5: Để cân bằng các cảm biến nhiệt độ, nhấn vào biểu tượng icon1 trên màn hình MGA. Sau đó nhấn chạy.

Chú ý: Phải có ít nhất 2 cảm biến giống nhau kết nối với các kênh của MGA ta mới sử dụng được chức năng này.

cân bằng cảm biến

Bước 6: Nhấn vào nút icon2 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Nhanh tay cho những mẩu magiê vào cốc X, bột magiê vào cốc Y. Lắc nhẹ các cốc. Khi quá trình thu thập dữ liệu tự động dừng sau 5 phút, nhấp vào biểu tượng icon1 để mở rộng đồ thị.

Bước 7: Ta sẽ ghi lại thời gian phản ứng làm nhiệt độ tăng lên 2oC theo những bước sau:

a. Nhấn vào biểu tượng icon3 sau đó đánh dấu vào ô vuông bên cạnh “Trục X”. Nhập vào giá trị “0” trong mục “Xin mời nhập giá trị” và nhấn “Chạy”. Khi đó một dấu chữ “+” sẽ được đánh dấu trên đồ thị.

đánh dấu điểmđánh dấu điểm theo trục x

b. Lại nhấn vào biểu tượng icon3 và làm tương tự như bước a nhưng chọn “Trục Y”, nhập vào giá trị tăng thêm 2oC rồi nhấn “Chạy”. Ghi lại giá trị Độ lệch thời gian vào Bảng 1 bên trên.

đánh dấu nhiệt độđộ lệch thời gian

Bước 8: Nhấn vào chữ “CH1” ở góc trên cùng bên trái (khoanh vàng) để chuyển sang “CH2” rồi làm tương tự và ghi giá trị “Độ lệch thời gian” và bảng ở mục thời gian nhiệt độ tăng 2 độ trong cốc Y.

Bước 9: Đổ các dung dịch trong cốc X, Y rồi rửa sạch cảm biến nhiệt độ trong cốc 250 ml nước cất. Sau đó lặp lại thí nghiệm thêm 2-3 lần nữa, ghi kết quả vào Bảng 1.

5. Kết luận

Như vậy, từ bảng kết quả đo được từ thực nghiệm ta có thể suy ra chính xác thời gian của dung dịch trong các cốc X và Y thu được trong thí nghiệm để dẫn tới kết luận  Thời gian nhiệt độ tăng tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng hóa học.