Thí nghiệm tốc độ phản ứng hóa học

Coggle requires JavaScript to display documents.

• Thí nghiệm tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học

  • Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

    • Hóa chất: Na2S2O3 0,1M; H2SO4 0,1M; Zn

    • Dụng cụ: Ống nghiệm; giá để ống nghiệm, đèn cồn, cặp ống nghiệm, bộ giá để ống nghiệm

    • • Lấy vào ống nghiệm 3ml dd Na2S2O3 và đổ vào đó 3ml dd H2SO4. Dùng đồ hồ xác định thời gian từ khi đổ đến khi xuất hiện kết tủa

      • Lấy vào ống nghiệm 3ml dd Na2S2O3 và 3ml dd H2SO4, đun nóng 2 dd đến khoảng 50oC rồi đổ vào nhau. Dùng đồ hồ xác định thời gian từ khi đổ đến khi xuất hiện kết tủa

    • • Ống khi đun nóng xuất hiện kết tủa trước [Do khi tác dụng nhiệt làm tăng tốc độ của phản ứng]

    • • Có thể tiến hành đổ đồng thời 2 lượng dd H2SO4 như nhau trong đó có 1 ống đựng H2SO4 đã đun nóng vào 2 ống nghiệm đựng lượng Na2S2O3 như nhau [kết quả cũng rất rõ]

  • Ảnh hưởng của nồng đến tốc độ phản ứng

    • • ống nghiệm, giá để ống nghiệm, ống đong 10ml

    • • • Lấy vào ống nghiệm 1: 3ml dd Na2S2O3. Ống nghiệm 2: 1ml dd Na2S2O3 và 2ml H2O, đặt vào giá để ống nghiệm.
        • Lấy 2 ống nghiệm khác và cho vào mỗ ống 3ml H2SO4. Đổ đồng thời H2SO4 vào 2 ống nghiệm đựng dd Na2S2O3 có nồng độ khác nhau.
          

    • • Ống 1 xuất hiện kết tủa trước, ống 2 xuất hiện kết tủa sau.

    • Chú ý để thí nghiệm thành công, an toàn

      • • Dụng cụ thí nghiệm không lẫn hóa chất.

      • Hóa chất sử dụng đúng nồng độ

  • Ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng

    • • Nhỏ vào cốc thủy tinh 6 giọt dd FeCl3 và 3 giọt dd KSCN thu được dd màu đỏ máu chứa phức Fe[SCN]3.

      • Dùng 20ml nước cất pha loãng dd trong cốc và chia đều vào 4 ống nghiệm mỗi ống nghiệm 5ml. Ống nghiệm 1 để đối chứng, ống 2 nhỏ thêm 2 giọt dd FeCl3, ống nghiệm 3 nhỏ thêm 2 giọt KSCN, ống nghiệm 4 nhỏ thêm 2 giọt KCl bão hòa.

      • Sự chuyển dịch trong dung dịch NH3: cho vào ống nghiệm 2ml dd NH3 loãng nhỏ thêm 2 giọt dd phenolphtalein, sau đó cho thêm một ít tinh thể NH4Cl lắc cho tan. Thêm từ từ từng giọt dd NH3 đậm đặc.

    • • Ống nghiệm 2 và 3 màu đỏ đậm hơn, ống nghiệm 4 màu nhạt hơn.

      • • Từ màu hồng chuyển sang không màu và từ từ xuất hiện lại màu hồng

    • • ống nghiệm, giá để ống nghiệm, cốc thủy tinh 50ml.

    • chú ý để thí nghiệm thành công, an toàn

      • Nếu ban đầu lấy dd NH3 đậm đặc thì cần nhiều hóa chất hơn và thời gian thiết lập cân bằng mới lâu hơn

      • Phức chất Fe[SCN]3 không bền trong môi trường kiềm hoặc dd có nồng độ ion Cl-, SO42- cao.

    • • các dung dịch: FeCl3, KSCN, nước cất, NH4Cl, dd NH3, phenolphtalein, KCl

  • Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng

    • • Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 20 giọt H2O2; [chuẩn bị 2 ống nghiệm]
        Nhỏ vào một ống 2 giọt dd K2CrO4

    • • Ống có K2CrO4 nhỏ vào lập tức có phản ứng và dd từ không màu đổi thành màu vàng đậm,bọt Oxi thoát ra mạnh, sau đó lại đổi về màu vàng của dd K2CrO4
        Giải thích: Do có K2CrO4 xúc tác, nên tốc độ phân hủy H2O2 nhanh hơn ống không được nhỏ K2CrO4

    • • Ống nghiệm, Giá để ống nghiệm, công tơ hút

    • Những chú ý để thí nghiệm thành công, an toàn

      • Nên cẩn thận, áp dụng đúng những quy tắc làm thí nghiệm trong phòng thí nghiệm

  • Ảnh hưởng của môi trường đến sự chuyển dịch cân bằng

    • Hóa chất: Dung dịch [NH4]2Cr2O7 0,02M, NaOH 2M, H2SO4 20%.

    • Dụng cụ: Ống nghiệm, giá để ống nghiệm, cặp ống nghiệm

    • • Cho 3 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch [NH4]2Cr2O7 có màu da cam. Ống 1 để đối chứng

      • Ống 2: cho tiếp 3-4 giọt dung dịch NaOH vào

      • Ống 3: cho tiếp 3-4 giọt dung dịch H2SO4 vào

    • • Ống 2: dung dịch từ màu cam chuyển sang màu vàng chanh, cân bằng chuyển dịch sang bên phải, do nồng độ của ion H+ giảm dần

      • Ống 3: Dung dịch có màu da cam đậm hơn ống 1, do tăng nồng độ ion H+ cân bằng chuyển dịch sang bên trái

    • Chú ý: nên sử dụng cẩn thận các hóa chất, tránh để axit dây vào người

  • Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng

    • • • Dùng 3 ống nghiệm, kích thước như nhau, cho vào mỗi ống 1 mảnh đồng. Đậy 3 ống nghiệm bằng nút cao su có ống nhỏ giọt chứa lượng HNO3 như nhau [1ml].

      • Để 1 ống nghiệm vào cốc đá, 1 ống nghiệm vào cốc nước nóng

    • • Ống nghiệm ngâm trong nước đá có màu vàng nhạt, ống nghiệm ngâm trong nước nóng có màu nâu đậm

    • • ống nghiệm, bình cầu đáy bằng [50ml], ống nhỏ giọt, cốc thủy tinh 100ml.

    • Chú ý để thí nghiệm thành công, an toàn

      • Có thể điều chế khí NO2 rồi thu vào 3 ống nghiệm và nút kín bằng nút cao su để tiến hành thí nghiệm

      • Sau khi tiến hành thí nghiệm phải khử bỏ NO2 bằng cách ngâm ống nghiệm vào chậu nước vôi, rồi tháo nút ống nghiệm.

      • Có thể dùng bình cầu đáy bằng thay cho ống nghiệm

    • • HNO3 đặc, mảnh Cu, nước đá.

a. Đổ 25 ml dung dịch H2SO4 vào cốc đựng 25ml dung dịch BaCl2.

BaCl2   +   H2SO4    →   BaSO4↓  +   2HCl  [1]

b. Đổ 25 ml dung dịch H2SO4 vào cốc đựng 25ml dung dịch Na2S2O3.

Na2S2O3   +  H2SO4  →  S↓   +   SO2   +  H2O  + Na2SO4  [2]

2. Nhận xét

Từ hai thí nghiệm trên ta thấy, phản ứng [1] xảy ra nhanh hơn phản ứng [2]. Chứng tỏ, các phản ứng hóa học khác nhau thì xảy ra nhanh, chậm rất khác nhau.

Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh, chậm của các phản ứng hóa học, người ta đưa ra khái niệm tốc độ phản ứng hóa học, gọi tắt là tốc độ phản ứng.

Khái niệm: Tốc độ phản ứng là biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. 

Ví dụ: 

Br2     +    HCOOH    →   2HBr  +  CO2 

Ban đầu                                  0,0120 mol/lít    

Sau 50 giây                            0,0101 mol/lít

Đã phản ứng                          0,0019 mol/lít

Tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian 50 giây tính theo Br2 là:

\[\overline{V}\] = \[\dfrac{0,0102-0,0101}{50}\] = 3,80.10-5 mol/[l.s]

@1267402@

Thí nghiệm: Cho vào 3 ống nghiệm một lượng canxi cacbonat có khối lượng bằng nhau. Thêm vào 3 ống nghiệm lần lượt các dung dịch HCl có nồng là 1,5M, 1M và 0,5M. Quan sát tốc độ thoát khí ở cả 3 ống nghiệm.

Hiện tượng: Nồng dung dịch HCl thêm vào càng lớn thì tốc độ thoát khí càng nhanh.

Vậy, khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

2. Ảnh hưởng của áp suất

Áp sát ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có chất khí. Khi tăng áp suất, nồng độ chất khí tăng nên tốc độ phản ứng tăng theo.

Ví dụ, xét phản ứng sau thực hiện trong bình kín ở nhiệt độ xác định.

2HI[k]    →    H2 [k]  +    I2 [k]

Tốc độ phản ứng khi áp suất của HI là 2 atm gấp 4 lần tốc độ phản ứng khi áp suất của HI là 1 atm.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Thí nghiệm: Chuẩn bị hai cặp ống nghiệm đựng lần lượt 25ml dung dịch H2SO4 0,1M và 25ml dung dịch Na2S2O3 0,1M. Bỏ 1 cặp gồm 2 ống nghiệm chứa H2SO4 và Na2S2O3 vào cốc nước nóng, một cặp có lượng hóa chất tương tự còn lại bỏ vào cốc nước lạnh. Sau một thời gian, trộn đồng thời hai hóa chất trong từng cặp với nhau tại.

Hiện tượng: Sau khi trộn, cặp dung dịch được đặt trước trong cốc nước nóng xuất hiện kết tủa màu trắng đục của lưu huỳnh sớm hơn cặp dung dịch không được làm nóng. 

Vậy, khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc

Thí nghiệm: Chuẩn bị 2 ống nghiệm, một ống nghiệm được bỏ vào 1 lò xò bằng sắt, ống còn lại thêm vào 1 lượng bột sắt có khối lượng bằng với khối lượng của chiếc lò xò vừa rồi. Sau đó, thêm đồng thời  vào 2 ống nghiệm vài ml dung dịch axit sunfuric. 

Hiện tượng: Ống nghiệm chứa bột sắt có khí thoát ra nhanh hơn và nhiều hơn so với ống nghiệm chứa mẩu lò xo bằng sắt.

Vậy, khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng vẫn còn lại và không bị biến đổi sau khi phản ứng kết thúc.

Ví dụ, H2O2 phân hủy chậm trong dung dịch ở nhiệt độ thường theo phản ứng sau:

2H2O2  →  2H2O  +  O2↑

Nếu cho vào dung dịch này một ít bột MnO2, bọt oxi sẽ thoát ra rất mạnh. Khi phản ứng kết thúc, MnO2 vẫn còn nguyên vẹn. Vậy MnO2 là chất xúc tác cho phản ứng phân hủy H2O2.

Ngoài các yếu tố trên, môi trường xảy ra phản ứng, tốc độ khuấy trộn, tác dụng của các tia bức xạ, v,v... cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

@1267163@@1267249@@1267319@

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất. Ví dụ:

• Đèn xì axetilen cháy trong oxi cho ngọn lửa có nhiệt độ cao hơn nhiều so với cháy trong không khí, vì nồng độ oxi cao hơn nên tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn, nhiệt độ hàn cao hơn.
• Thực phẩm nấu trong nồi áp suất nhanh chín hơn so với khi nấu ở áp suất thường do trong nồi áp suất có áp suất cao hơn nồi bình thường, tốc độ phản ứng tăng.
• Các chất đốt rắn như than, củi có kích thước nhỏ sẽ cháy nhanh hơn do có diện tích tiếp xúc nhiều hơn.
• Để tăng tốc độ tổng hợp NH3 từ N2 và H2, người ta phải dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!