Saltsyre og marmor eksperiment Metoder

Som kalkstein, marmor er sammensatt av kalsiumkarbonat - og på samme måte som kalkstein, det reagerer med saltsyre under dannelse av karbondioksidgass og kalsiumklorid i oppløsning. Selv om reaksjonsforløpet er vanskeligere å spore enn noen andre enklere eksperimenter, kan reaksjonen mellom saltsyre og marmor danne grunnlag for et interessant science prosjekt eller eksperiment i et laboratorium klasse.

reaksjons~~POS=TRUNC Kinetics

Hastigheten for en reaksjon bestemmes av hastighetsbegrensende trinn - med andre ord, ved den langsomste trinn i en reaksjon. Hver reaksjon har sin egen hastighet lov, en ligning som gir hastigheten av denne reaksjonen som en funksjon av konsentrasjonen av reaktantene. For å ta et eksempel, bør du vurdere følgende imaginære reaksjon:

A + B -> C

En mulig prisen lov for denne reaksjonen kan være rate = kx [konsentrasjon av A] x [konsentrasjon av B squared]. K i denne ligning er en konstant som er spesifikk for denne reaksjon; det varierer med temperaturen og andre faktorer. Bare reaktanter som deltar i det hastighetsbegrensende trinn vises i hastighet lov, slik at en hastighet lov vil ikke nødvendigvis inneholde alle reaktanter fra den kjemiske ligning. Dersom konsentrasjonen av en reaktant ikke vises i prisen loven, kjemikere si frekvensen loven er 0-rekkefølgen som reaktant. Hvis det ser ut og eksponenten på det er en, kjemikere si frekvensen loven er første orden i den reaktant. Dersom konsentrasjonen av at reaktant er squared, det kalles andre ordens og så videre.

alternativer

Avhengig av målet ditt, er det flere typer eksperimenter du kan designe involverer disse to reaktanter. Man kan prøve for å bestemme om reaksjonen er av første eller annen orden i saltsyre. Du kan også prøve å finne ut hvordan den varierer med temperaturen. Uansett, vil man ønsker å være i stand til å måle reaksjonshastigheten, enten ved å stoppe reaksjonen ved et gitt punkt eller ved å måle mengden av en reaktant brukt opp på forskjellige steder gjennom hele reaksjonen.

Eksperimentelt design

Hver gang du designer et eksperiment, vil du (om mulig) å variere bare EN eksperimentelle variabelen mellom ulike behandlinger. Hvis du prøver å finne ut hvor konsentrasjonen av syre påvirker reaksjonshastigheten, for eksempel, vil du ønsker å kjøre flere forsøk, hver med en annen konsentrasjon av syre, men med alle andre variabler (totalt volum, temperatur, masse av marmor, etc.) så nær uforandret som mulig. På den annen side, hvis du måler hvordan temperaturen påvirker reaksjonshastigheten, vil du ønsker å kjøre flere forsøk med temperatur som den eneste faktoren som endres mellom dem.

En viktig variabel for å overvåke er det overflatearealet av marmor. Overflatearealet av et faststoff kan ha en betydelig virkning på forekomsten av en reaksjon, fordi den bidrar til å bestemme hvor raskt kollisjoner mellom molekylene i de to reaktanter kan forekomme. Hvis du bruker marmor chips, er det viktig å sørge for at overflaten er mer eller mindre det samme mellom ulike prøvelser - og at massen av marmor chips forblir uendret også.

Teknikk

En måte å spore reaksjonshastigheten ville være å stoppe det ved et gitt tidspunkt ved å helle reaktantene gjennom en digel eller en sikt, og deretter vasking av marmor chips - dette vil bringe reaksjonsblandingen til en stans. Du kan deretter måle mengden av marmor som forbrukes ved å veie den når den tørker (med mindre man veide den våte opprinnelig), eller man kan bestemme hvor mye av syren som er igjen ved titrering av den gjenværende saltsyre med en base slik som natriumhydroksid. En annen måte å følge reaksjonsforløpet er gjennom mengden av karbondioksyd som produseres; du kan fange karbondioksid med en ballong og måle volumet. En slik tilnærming kan være mer vanskelig, men med mindre man har en måte å måle volumet av ballongen presist.

Sikkerhet

Når du utformer eksperimentet, er det viktig å huske at saltsyre og natriumhydroksid er sterke kjemikalier. Hvis du søler dem eller sprute dem på huden eller øynene, kan de forårsake alvorlige brannskader eller til og med blindhet. Husk å bruke vernebriller og hansker når du utfører denne slags eksperiment, og fortrinnsvis en labfrakk eller noe for å beskytte klærne dine også. Ikke la disse kjemikaliene til å komme i kontakt med metall eller annet materiale som kan føre til rust, fordi saltsyre kan spise bort på metalloverflater.