063 – Influența concentrației asupra vitezei de reacție 1

Această sesiune de laborator este concepută pentru a cuantifica volumul de gaz produs din reacția dintre magneziul sub formă de pulbere și acidul clorhidric la diferite concentrații. Prin această procedură, studenții vor aprofunda principiile stoichiometriei chimice, cineticii reacției și influența concentrației reactanților asupra vitezei de reacție.

Obiective educaționale

  • Stoichiometrie și producție de gaze: Elevii vor explora relațiile stoechiometrice dintre reactanții solizi și produsele gazoase în reacții chimice, îmbunătățindu-și înțelegerea conversiilor masă-gaz.
  • Explorarea cineticii chimice: Experimentul permite observarea modului în care concentrații variabile de acid clorhidric influențează rata de producție a gazului, oferind un exemplu practic de cinetică de reacție.
  • Dezvoltarea tehnicilor experimentale: Participanții își vor perfecționa abilitățile în utilizarea echipamentelor de laborator pentru măsurarea volumelor de gaze, îmbunătățindu-și metodologia experimentală.
  • Abilități de interpretare a datelor: Studenții vor învăța să analizeze rezultatele experimentale pentru a extrage concluzii privind legile cineticii chimice, stimulându-le capacitatea de a înțelege și de a aplica principii chimice.

Prin implicarea în acest laborator, studenții obțin o înțelegere practică a impactului concentrării reactanților asupra vitezei reacțiilor chimice. Ei învață să mă.

Protocol

Asamblarea biuretei de gaz

  1. Umpleți un pahar Berzelius de 1 L cu cel puțin 800 mL de apă de la robinet.
  2. Pune paharul Berzelius de 1 L direct la dreapta plitei.
  3. Atașați o clemă universală în partea superioară a stativului, deasupra centrului fiolei de 1 L, pentru a susține bura de gaz.
  4. Umpleți eprubeta de 250 mL cu apă de la robinet.
  5. Umpleți bureta de gaz cu apă din paharul de 250 mL, până la refuz.
  6. Pune un dop de cauciuc pe biureta de gaz.
  7. Fixați biureta de gaze inversată pe clemă, astfel încât deschiderea (capătul cu dopul de cauciuc) să fie aproape de fundul sticlei de 1 L.
  8. Scoateți dopul de cauciuc (biureta trebuie să fie imersată în vasul de sticlă).

Dacă apa curge din biuretă, acest lucru se datorează faptului că nu există suficientă apă în pahar sau biureta este prea înaltă. Dacă acesta este cazul, reluați pașii 4 până la 8.

  1. Așezați conectorul de plastic albastru astfel încât deschiderea sa în formă de J să fie sub deschiderea buretei de gaz.

Măsurarea reacției

  1. Așezați balonul Erlenmeyer pe plita fierbinte. Nu porniți elementul de încălzire.
  2. Introduceți bara de agitare magnetică în balonul Erlenmeyer.
  3. Turnați 150 mL de acid clorhidric (HCl) 0,3 M în balonul Erlenmeyer.
  4. Folosind spatula, luați o cantitate mică de pulbere de magneziu (Mg) și plasați-o în barcheta de cântărire pentru a măsura o cantitate de aproximativ 0,2 g.
  5. Depuneți pulberea de magneziu în balonul Erlenmeyer care conține soluția de acid clorhidric.
  6. Așezați dopul cu două găuri, cuplat la cotul de sticlă, pe balonul Erlenmeyer.
  7. Asigurați-vă că cotul de sticlă al balonului Erlenmeyer este aliniat (conectat) la conectorul de plastic atașat la biureta de gaz.
  8. Porniți cronometrul.
  9. Porniți agitatorul magnetic.
  10. Realizați o citire a volumului de gaz din biuretă la fiecare 10 secunde, timp de până la 2 minute.

Rezultatele sunt de asemenea disponibile în formă grafică în tab-ul Rezultate. / Volum vs. Timp

  1. După 2 minute, opriți cronometrul și agitatorul magnetic.
  2. Scoateți dopul din balonul Erlenmeyer și scoateți agitatorul magnetic.
  3. Îndepărtați conectorul albastru de plastic de pe biureă.
  4. Goliți conținutul balonului Erlenmeyer în vasul de recuperare și clătiți-l cu apă distilată.
  5. Resetează cronometrul.
  6. Repetați pașii de la 4 la 20 cu soluția de acid clorhidric 0,2 M.
  7. Repetați pașii 4 până la 20 cu soluția de acid clorhidric 0,5 M.

Reacția este accelerată de 10 ori.

Rezultate anticipate

  • 0,2076 g de Mg(s) reprezintă 0,085 moli, ceea ce va produce 0,085 moli de H2.
  • 0,085 moli de H2 va ocupa un volum de aproximativ 204 mL.
  • Reacția va fi finalizată în aproximativ 120 până la 180 de secunde.
  • Reacția va fi completată mai rapid cu soluția de 0.5M, apoi cu cea de 0.3M și în final mai lent cu soluția de 0.2M.

Rezumatul temei pe intervale de note

Clasele 3-5 (Vârsta 8-10 ani)

  • FocusIntroducere de bază în conceptele de viteze de reacție și producție de gaze.
  • Activități: Observarea producției de gaz din reacțiile de magneziu sub formă de pulbere cu diferite concentrații de acid clorhidric, discuții simple despre cum influențează concentrația viteza reacției, instrucțiuni de bază pentru siguranță.

Clasele 6-8 (Vârste 11-13)

  • FocusÎnțelegere intermediară a stoichiometriei, cineticii reacțiilor și producției de gaze.
  • Activități: Realizarea reacțiilor cu magneziu pudră și concentrații variate de acid clorhidric, măsurarea volumului de gaz produs, observarea modului în care concentrația afectează viteza de reacție, respectarea unor protocoale de siguranță detaliate.

Clasele 9-12 (Vârste 14-18)

  • FocusÎnțelegere avansată a stoechiometriei, cineticii reacțiilor și interpretării datelor.
  • Activități: Efectuarea cu precizie a reacțiilor cu magneziu sub formă de pulbere și diferite concentrații de acid clorhidric, măsurarea și înregistrarea volumului de gaz produs, analiza impactului concentrației reactanților asupra vitezei de reacție, înregistrarea și interpretarea detaliată a rezultatelor, respectarea unor protocoale de siguranță avansate, consolidarea conceptelor de cinetică chimică și stoichiometrie.

Esențiale de laborator

Instrumente

  • Pahare Berzelius (500 ml, 1000 ml)
  • Cântar electronic
  • Șapcă cu gaură pentru cot
  • Erle
  • Burete de gaz
  • Cilindri graduați (250 ml)
  • Plită
  • Stand și cleme de laborator
  • Agitator magnetic
  • Conector de plastic
  • Spatulă
  • Stopator
  • Termometre
  • Cronometru

Produse

  • HCl 0.2 M (soluție)
  • HCl 0,3 M (soluție)
  • HCl 0,5 M (soluție)
  • Magneziu (pulbere)
<< înapoi la listare