Πώς θα μπορούσατε να καθορίσετε την επίδραση της θερμοκρασίας στη χημική αντίδραση του ρυθμού μεταξύ της σόδα ψησίματος και του ξιδιού;
Κατανόηση της αντίδρασης
* Χημική εξίσωση: Nahco₃ (σόδα ψησίματος) + ch₃cooh (ξίδι) → nach₃coo (οξικό νάτριο) + h₂o (νερό) + Co₂ (διοξείδιο του άνθρακα)
* Παρατήρηση κλειδιού: Η αντίδραση παράγει αέριο διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο προκαλεί την κλασική φυσαλίδα και την εξάλειψη.
Πειραματικός σχεδιασμός
1. Υλικά:
* Σόδα ψησίματος (διττανθρακικό νάτριο)
* Ξύδι (οξικό οξύ)
* Ποτήρια ή βαθμολογημένοι κύλινδροι (τουλάχιστον 4)
* Θερμόμετρο
* Χρονόμετρο ή χρονοδιακόπτη
* Θερμή πλάκα ή πηγή θερμότητας (για ελεγχόμενη θέρμανση)
* Λουτρά ICE (για ψύξη)
2. Διαδικασία:
* Προετοιμασία λύσεων: Βεβαιωθείτε ότι οι λύσεις είναι σε θερμοκρασία δωματίου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ίδια συγκέντρωση σόδας ψησίματος και ξιδιού για όλες τις δοκιμές.
* Έλεγχος θερμοκρασίας:
* δοκιμή 1 (θερμοκρασία δωματίου): Χρησιμοποιήστε τις λύσεις σε θερμοκρασία δωματίου. Καταγράψτε την αρχική θερμοκρασία.
* Δοκιμή 2 (ζεστό): Ζεσταίνετε τα διαλύματα σε μια ζεστή θερμοκρασία (περίπου 40-50 ° C). Χρησιμοποιήστε μια καυτή πλάκα ή πηγή θερμότητας, ανακατεύοντας απαλά για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη θέρμανση. Καταγράψτε τη θερμοκρασία.
* δοκιμή 3 (κρύο): Ψύξτε τις λύσεις σε ένα μπάνιο πάγου. Καταγράψτε τη θερμοκρασία.
* Ρύθμιση αντίδρασης:
* ίσα ποσά: Χρησιμοποιήστε τον ίδιο όγκο σόδα ψησίματος και ξύδι για κάθε δοκιμή. Για παράδειγμα, 1 κουταλιά της σούπας κάθε.
* χρονισμός: Προσθέστε το ξίδι στη σόδα ψησίματος και ξεκινήστε αμέσως το χρονόμετρο/χρονοδιακόπτη σας.
* Παρατήρηση: Παρατηρήστε την αντίδραση (φουσκάλες/αναποδογυρισμό) και μετρήστε το χρόνο που χρειάζεται για να σταματήσει η αντίδραση (ή για να μειωθεί σημαντικά η φυσαλίδα).
3. Συλλογή δεδομένων:
* Θερμοκρασία: Καταγράψτε τη θερμοκρασία κάθε διαλύματος πριν ξεκινήσετε την αντίδραση.
* Ώρα: Καταγράψτε το χρόνο που χρειάζεται για κάθε αντίδραση να σταματήσει ή να επιβραδύνει σημαντικά.
Ανάλυση:
* Σχεδιάστε τα δεδομένα: Γυρίστε το χρόνο που χρειάζεται για να σταματήσει η αντίδραση ενάντια στη θερμοκρασία του διαλύματος. Θα πρέπει να δείτε μια τάση.
* Συμπέρασμα:
* Επίδραση της θερμοκρασίας: Ο ρυθμός αντίδρασης θα πρέπει να αυξηθεί με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση θα συμβεί ταχύτερα σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
* Επεξήγηση: Η θερμοκρασία αυξάνει την κινητική ενέργεια των μορίων. Αυτό σημαίνει ότι κινούνται ταχύτερα, συγκρούονται συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη, οδηγώντας σε πιο αποτελεσματικές συγκρούσεις και ταχύτερο ρυθμό αντίδρασης.
Προφυλάξεις ασφαλείας:
* Φορέστε γυαλιά ασφαλείας για να προστατεύσετε τα μάτια σας από πιθανές πιτσιλιές.
* Να είστε προσεκτικοί όταν εργάζεστε με καυτές πλάκες και πηγές θερμότητας.
* Εποπτεύετε τα παιδιά στενά κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Πρόσθετες σημειώσεις:
* Μπορείτε να επαναλάβετε κάθε δοκιμή αρκετές φορές για να λάβετε πιο αξιόπιστα δεδομένα.
* Μπορείτε επίσης να διερευνήσετε την επίδραση της μεταβολής των συγκεντρώσεων της σόδας και του ξιδιού ψησίματος στον ρυθμό αντίδρασης.
* Αυτό το πείραμα είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να απεικονιστεί η σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και του ρυθμού αντίδρασης, μιας θεμελιώδους έννοιας στη χημεία.
