Тема 8. Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ

Цель занятия. На этом занятии вы узнаете, что подразумевается под понятием «природа вещества» в контексте скоростей химических реакций и как влияет природа вещества на скорость химической реакции.

 

Природа вещества – понятие весьма расплывчатое. Можно сказать, что для каждого вещества, для реакций каждого типа понятие природы вещества может различаться.

Когда мы сравниваем скорости разных реакций, протекающих в одинаковых условиях (например, при комнатной температуре и атмосферном давлении, а также при одинаковых концентрациях компонентов), мы можем говорить о природе вещества только в том случае, если мы рассматриваем однотипные реакции. Если говорить о реакциях, относящихся к разным типам, например, реакция между раствором щёлочи и кислотным оксидом и реакция между кислотой и металлом, то возникает проблема, связанная с определением критериев для сравнения «природы вещества».

Рассмотрим для примера реакции взаимодействия металлов с кислотами. При проведении экспериментов для сравнения скоростей таких реакций необходимо использовать растворы кислот одинаковой концентрации и металлы с одинаковой удельной площадью поверхности.

Если говорить о взаимодействии кислот и металлов с образованием солей и выделением водорода, то можно сравнивать скорости реакции либо в зависимости от природы металла, либо – от природы кислоты.

Когда мы говорим о природе металла, в первую очередь в данном контексте мы говорим о его активности, которую можно оценить, исходя из его положения в ряду напряжений металлов. Когда говорим о природе кислоты, в первую очередь речь идёт о силе кислоты. Так, например, железо будет намного быстрее реагировать с раствором серной кислоты, нежели уксусной, поскольку уксусная кислота – слабая, а серная – сильная.

 ;

 .

С другой стороны, то же самое железо будет реагировать с серной кислотой гораздо медленнее магния, поскольку магний активнее железа.

Следует отметить важное обстоятельство: в том случае, если в ходе реакции между твёрдым веществом и раствором образуется нерастворимое вещество, оно часто образует слой на поверхности твёрдой фазы, что затрудняет дальнейшее протекание реакции. Для примера рассмотрим реакции бария и магния с разбавленным раствором серной кислоты. Барий – более активный металл по сравнению с магнием, и можно было бы ожидать, что реакция с ним будет протекать быстрее. Однако, поскольку сульфат бария нерастворим в воде, реакция с барием будет протекать медленно, в то время как сульфат магния отлично растворим, и магний легко взаимодействует с разбавленной серной кислотой:

 ;

 .

 

Выполнение лабораторной работы «Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ» ориентировано на проведение реакций между соляной кислотой и металлами разной активности и реакций между мрамором и разными по силе кислотами одинаковой концентрации и на сравнение скорости происходящих процессов на качественном уровне.

При выполнении лабораторной работы обратите внимание на относительную интенсивность выделения газа в реакциях одного типа, поясните, почему магний реагирует с кислотами быстрее, чем цинк, и почему медь не взаимодействует с кислотой, поясните, почему реакция мрамора с уксусной кислотой протекает гораздо медленнее, чем с соляной.

Выполните задания электронного образовательного ресурса Лабораторная работа «Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ».

 

Если вас интересует способ количественного сравнения скоростей реакций, поработайте с материалами электронного образовательного ресурса Лабораторная работа «Зависимость скорости химической реакции от природы реагентов» (углублённый уровень).

Эта лабораторная работа ориентирована на проведение реакций цинка с сильной и слабой кислотами с возможностью следить за скоростями реакций, измеряя объём выделяющегося водорода.

Последнее изменение: Friday, 16 December 2016, 05:04