|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
PENGALAMAN HIBURAN DI RUMAH
Perhatian, kelajuan! Eksperimen kimia
Menghiburkan pengalaman di rumah / Eksperimen kimia untuk kanak-kanak Dalam sains kimia terdapat kawasan khas yang mengkaji kadar dan mekanisme pelbagai tindak balas - kinetik kimia. Walaupun teori kimia boleh menerangkan banyak perkara, masih belum mungkin untuk meramalkan secara teori kadar sebarang tindak balas. Ia dikaji secara eksperimen, di makmal, dan kemudian mereka membangunkan cara untuk mengubah kelajuan ini. Terdapat banyak reaksi yang penting untuk industri, yang terlalu perlahan, anda perlu dapat mempercepatkannya. Reaksi lain, sebaliknya, perlu dihalang kerana ia berbahaya. Ringkasnya, kinetik kimia ialah sains eksperimen. Kesahihan undang-undangnya boleh disahkan dengan beberapa eksperimen mudah. Sebagai permulaan, mari kita pastikan bahawa kadar tindak balas yang sama benar-benar boleh berubah, dan agak ketara. (Walau bagaimanapun, ini boleh diandaikan berdasarkan bukan kimia, tetapi pengalaman hidup; sebagai contoh, makanan dalam keadaan sejuk merosot lebih perlahan daripada dalam haba, kerana pada suhu yang berbeza tindak balas biokimia yang sama berjalan pada kelajuan yang berbeza.) Untuk menyemak, ulangi percubaan daripada bab "jam kimia", tetapi kali ini ubah bukan kepekatan bahan (ini sudah biasa kepada anda), tetapi suhu. Jika kedua-dua penyelesaian awal - natrium sulfat dan kalium iodat dengan asid sulfurik - dituangkan ke dalam air ais, maka masa sebelum penampilan yang berwarna biru akan mengambil masa yang lebih lama, berbanding apabila menggunakan air suam.Perhatikan hanya bahawa dalam air yang sangat panas tiada warna yang kelihatan sama sekali, kerana gabungan berwarna iodin dengan kanji adalah tidak stabil. Jadi, anda mendapat tahu melalui pengalaman: lebih tinggi kepekatan dan suhu, lebih cepat tindak balas. Tetapi beberapa reaksi pada pandangan pertama nampaknya merupakan pengecualian kepada peraturan. Berikut adalah contoh. Tuangkan asid asetik ke dalam tabung uji pada ketinggian 1-2 cm dan jatuhkan beberapa keping zink ke dalamnya. Zink mesti terlebih dahulu dibersihkan dengan merendamnya selama dua puluh saat dalam larutan asid hidroklorik dan bilas dengan air. Asid asetik lemah, dan zink larut di dalamnya dengan sangat perlahan - gelembung hidrogen hampir tidak dilepaskan. Bagaimana untuk mempercepatkan tindak balas? Panaskan larutan. Betul. Adakah tidak mungkin sebaliknya? Mari kita lakukan ini: kita akan menambah air bersih secara beransur-ansur ke dalam tabung uji, kacau rata setiap kali. Perhatikan dengan teliti pada buih. Satu perkara yang menakjubkan: asid sudah dicairkan sebanyak separuh, tiga kali ganda, dan tindak balas, bukannya perlahan, semakin cepat dan pantas! Jika anda meletakkan pengalaman ini dalam bulatan, kemudian gantikan zink dengan sekeping kecil serutan magnesium dan jangan memprosesnya dengan apa-apa. Dengan asid asetik cair, magnesium bertindak balas dengan lebih kuat daripada zink. "Pengecualian" sedemikian kepada peraturan menjadi jelas jika anda mempelajarinya dengan baik. Pengalaman kami dengan asid asetik dijelaskan seperti berikut. Kadar zink atau magnesium bertindak balas dengan asid bergantung kepada kepekatan ion hidrogen dalam larutan. Ion-ion ini terbentuk apabila sebarang asid dilarutkan dalam air. Tetapi apabila air adalah terhad, asid asetik lemah ditemui dalam larutan hampir secara eksklusif dalam bentuk molekul yang tidak bersosiasi. Apabila ia dicairkan dengan air, semakin banyak molekul asid asetik terurai menjadi ion, dan tindak balas berjalan lebih cepat. Tetapi jika anda menambah terlalu banyak air, maka tindak balas akan melambatkan lagi, atas sebab yang berbeza: disebabkan oleh pencairan yang kuat, kepekatan ion hidrogen akan berkurangan semula. 15% asid asetik bertindak balas paling cepat dengan zink. Sudah tentu, kami telah menganalisis eksperimen ini bukan semata-mata untuk menunjukkan betapa luar biasa transformasi kimia boleh berlaku. Kami ingin menarik perhatian anda kepada perkara ini: untuk mengawal kelajuan tindak balas, anda mesti tahu bagaimana ia berlaku. Sebarang tindak balas bermula dengan fakta bahawa molekul bahan berlanggar antara satu sama lain. Mari lihat bagaimana reaksi bermula.
Ambil tiub kaca yang tidak terlalu lebar beberapa puluh sentimeter panjang dan ambil dua gabus padanya. Dari bahagian dalam menghadap tiub, masukkan batang kaca kecil ke dalam kedua-dua gabus dan bungkus sekeping bulu kapas di sekelilingnya. Basahkan satu bahagian dengan beberapa titis asid hidroklorik pekat, satu lagi dengan larutan ammonia pekat. Pada masa yang sama, masukkan palam dengan bulu kapas ke dalam tiub dari kedua-dua hujungnya. Selepas beberapa minit - bergantung pada panjang tiub - di dalamnya, lebih dekat dengan bulu kapas dengan asid hidroklorik, cincin putih ammonium klorida NH akan muncul4kl. Biasanya, semasa tindak balas kimia, campuran dikacau untuk membuat proses berjalan lebih cepat. Kami sengaja tidak melakukan ini dan tidak cuba membantu molekul bertemu - mereka bergerak sendiri. Pergerakan bebas molekul sedemikian dalam satu atau medium lain dipanggil difusi. Sejat daripada bulu kapas, molekul kedua-dua bahan mengalami berbilion-bilion perlanggaran sesaat dengan molekul udara dan antara satu sama lain. Dan walaupun kelajuan molekul sangat tinggi, ia dikira dalam beratus-ratus meter sesaat, pada 0 ° C dan tekanan normal, laluan bebas, iaitu, jarak yang berjaya dilalui oleh molekul dari satu perlanggaran ke yang lain, adalah hanya kira-kira 0,0001 mm untuk bahan ini. Itulah sebabnya ammonia dan hidrogen klorida (dari asid hidroklorik) bergerak dengan begitu perlahan di dalam tiub. Sama seperti perlahan, bahan berbau merebak melalui bilik dengan udara pegun. Tetapi mengapa cincin putih tidak muncul di tengah-tengah tiub? Oleh kerana molekul ammonia lebih kecil, ia bergerak melalui udara dengan lebih cepat. Jika udara dipam keluar dari tiub, maka molekul ammonia dan hidrogen klorida akan bertemu dalam pecahan sesaat - laluan bebas purata molekul akan meningkat dengan ketara. Kami menasihati anda untuk melakukan sedikit penyelidikan sendiri untuk mengetahui cara graviti dan suhu mempengaruhi resapan. Untuk melakukan ini, letakkan tiub secara menegak dan serong, dan juga panaskan bahagian individu daripadanya (termasuk tempat di mana ammonium klorida mengendap). Cuba buat kesimpulan sendiri. Mari kita beralih daripada gas kepada cecair. Di dalamnya, penyebaran berjalan lebih perlahan. Mari kita semaknya secara eksperimen. Pada pinggan kaca yang licin dan bersih, titiskan beberapa titis tiga cecair bersebelahan: di tengah - air, di sisinya - larutan soda dan asid hidroklorik. Cecair sebelum permulaan eksperimen tidak boleh bersentuhan. Kemudian, dengan berhati-hati, mengelakkan kacau, gabungkan penyelesaian dengan kayu. Karbon dioksida harus dibebaskan, tetapi ini tidak akan berlaku serta-merta. Dan apabila gas mula dibebaskan, maka buihnya akan terletak di sepanjang sempadan yang memisahkan kawasan resapan asid dan soda. Daripada soda dan asid, anda boleh mengambil mana-mana dua bahan larut air yang, apabila dicampur, berwarna atau mendakan. Walau bagaimanapun, dalam eksperimen sedemikian sukar untuk mengelakkan aliran cecair yang memesongkan gambar, jadi lebih baik untuk menjalankan eksperimen dalam larutan pekat. Dan anda boleh memekatkannya dengan gelatin. Sediakan larutan gelatin 4% dengan merendamnya dalam air panas (jangan rebus!). Tuangkan larutan panas ke dalam tabung uji dan, apabila ia sejuk, dengan cepat, dalam satu gerakan, masukkan kristal kalium permanganat, kuprum sulfat atau bahan lain yang berwarna terang dan larut air ke dalam bahagian tengah tabung uji dengan pinset. Keluarkan pinset dengan serta-merta dengan pergerakan yang berhati-hati tetapi pantas. Dalam masa beberapa jam, corak resapan yang sangat cantik dapat diperhatikan. Zat terlarut merambat ke semua arah pada kelajuan yang sama, membentuk sfera berwarna. Dengan penyelesaian pekat, anda boleh meletakkan percubaan lain. Tuangkan larutan gelatin panas ke dalam dua tabung uji dan tambahkan sedikit larutan alkali pada satu dan fenolftalein pada satu lagi. Apabila kandungan tabung uji mengeras, dengan pinset masukkan sekeping tablet fenolftalein dengan cepat ke tengah tabung uji pertama, dan segumpal abu soda ke tengah tabung kedua. Dalam kedua-dua kes, warna merah akan muncul. Tetapi ambil perhatian: dalam tabung uji kedua, warna merebak dengan lebih cepat. Ion hidroksida yang terbentuk semasa penceraian alkali adalah jauh lebih kecil dan lebih ringan daripada molekul fenolftalein organik kompleks, dan oleh itu ia bergerak lebih cepat dalam larutan. Sekarang mari kita beralih kepada pepejal. Dalam tindak balas antara mereka (atau antara pepejal dan cecair atau gas), molekul boleh berlanggar hanya pada permukaan. Lebih besar antara muka, lebih cepat tindak balas. Mari kita pastikan ini. Besi tidak terbakar di udara. Walau bagaimanapun, ini hanya benar untuk objek besi. Sebagai contoh, kuku mempunyai permukaan kecil yang bersentuhan dengan udara, tindak balas pengoksidaan terlalu perlahan. Pemfailan besi bertindak balas dengan oksigen lebih cepat: dalam keadaan sejuk mereka berubah menjadi karat lebih awal, dan dalam api mereka boleh terbakar. Biji-bijian terkecil boleh menyala tanpa pemanasan sama sekali. Besi sedemikian dipanggil pyrophoric. Ia tidak boleh dirancang walaupun dengan fail terkecil, jadi ia diperoleh secara kimia, sebagai contoh, dengan mengurai garam asid oksalat - oksalat besi. Campurkan larutan akueus beberapa garam ferus, seperti ferus sulfat, dan asid oksalik atau garam larutnya. Tapis mendakan kuning oksalat besi dan isi tabung uji dengannya tidak lebih daripada satu perlima isipadu. Panaskan bahan dalam api penunu, sambil memegang tabung uji secara mendatar atau condong sedikit, dengan lubang di bawah dan jauh daripada anda. Keluarkan sebarang titisan air yang keluar bersama kertas penapis atau bulu kapas. Apabila oksalat telah reput dan bertukar menjadi serbuk hitam, tutup botol dan sejukkan. Tuangkan kandungan tabung uji secara beransur-ansur dan berhati-hati ke atas kepingan logam atau asbestos: serbuk akan menyala dengan percikan api yang terang. Pengalaman ini amat berkesan di dalam bilik yang gelap. Amaran penting: besi piroforik tidak boleh disimpan, ia boleh menyebabkan kebakaran! Pada akhir eksperimen, pastikan anda menyalakan serbuk di udara atau merawat dengan asid supaya tiada zarah yang tidak terbakar yang tinggal - ia boleh menyala secara spontan. Seterusnya, kita menyiasat bagaimana saiz permukaan pepejal mempengaruhi kadar tindak balasnya dengan cecair. Ambil dua keping kapur yang sama dan kisar satu daripadanya menjadi serbuk. Letakkan kedua-dua sampel dalam tiub dan isikan dengan jumlah asid hidroklorik yang sama. Kapur yang dibahagi halus, seperti yang dijangkakan, akan larut lebih cepat. Letakkan sekeping kapur lagi dalam tabung uji dengan asid sulfurik. Reaksi bertenaga yang bermula pada mulanya reda, dan kemudian berhenti sama sekali. Dari apa? Lagipun, asid sulfurik tidak lebih lemah daripada asid hidroklorik ... Apabila kapur bertindak balas dengan asid hidroklorik, kalsium klorida CaCl terbentuk.2 yang mudah larut dalam air dan tidak mengganggu pengaliran bahagian baru asid ke permukaan kapur. Apabila bertindak balas dengan asid sulfurik, kalsium sulfat CaSO diperolehi.4, dan ia sangat tidak larut dalam air, kekal di permukaan kapur dan menutupnya. Agar tindak balas diteruskan, perlu membersihkan permukaan kapur dari semasa ke semasa atau mengubahnya menjadi serbuk terlebih dahulu. Pengetahuan tentang butiran proses sedemikian adalah sangat penting untuk kejuruteraan kimia. Dan satu lagi pengalaman. Campurkan dalam mortar dan mortar dua bahan pepejal yang memberikan hasil tindak balas berwarna: nitrat plumbum dan kalium iodida, ferus sulfat dan garam darah merah, dsb. - dan gosokkan campuran dengan alu. Secara beransur-ansur, apabila campuran digosok, campuran akan mula berwarna, apabila permukaan interaksi bahan meningkat. Sekiranya anda menuangkan sedikit air pada campuran, maka warna yang sengit akan segera muncul - selepas semua, molekul bergerak lebih mudah dalam larutan. Dan sebagai kesimpulan eksperimen tentang kinetik, kami akan menyediakan eksperimen kuantitatif; satu-satunya alat yang anda perlukan ialah jam randik atau jam tangan dengan tangan terpakai. Sediakan 0,5 l larutan 3% asid sulfurik (menuangkan asid ke dalam air!) Dan jumlah larutan 12% natrium tiosulfat yang sama. Sebelum melarutkan tiosulfat, tambahkan beberapa titis ammonia ke dalam air. Pada dua botol silinder (gelas, timbunan) dengan kapasiti 100 ml, tandakan pada tahap 50; 25; 12,5 dan 37,5 ml, membahagikan ketinggian secara berurutan kepada separuh. Tandai botol dan tuangkan larutan yang disediakan ke dalamnya sehingga tanda atas (50 ml). Letakkan gelas nipis biasa dengan kapasiti 200 atau 250 ml pada kertas gelap dan tuangkan larutan tiosulfat ke dalamnya, dan kemudian asid. Segera catatkan masa dan kacau campuran selama satu hingga dua saat. Untuk tidak memecahkan kaca, lebih baik menggunakan tongkat kayu. Sebaik sahaja larutan mula menjadi keruh, rekod masa berlalu sejak permulaan tindak balas. Adalah mudah untuk menjalankan eksperimen bersama-sama: satu memantau jam, yang lain mengalirkan penyelesaian dan menandakan kekeruhan. Basuh gelas dan ulangi percubaan tiga kali lagi; tuangkan larutan tiosulfat ke dalam gelas sehingga tanda ketiga (37,5), kedua (25) dan pertama (12,5 ml), tambah air setiap kali ke bahagian atas. Jumlah asid dalam semua eksperimen kekal malar, dan jumlah isipadu campuran bertindak balas sentiasa 100 ml. Sekarang lukis graf: bagaimana kadar tindak balas bergantung pada kepekatan tiosulfat. Adalah mudah untuk menyatakan kepekatan dalam unit arbitrari: 1, 2, 3 dan 4. Letakkannya pada paksi-x. Tetapi bagaimana anda mengira kadar tindak balas? Ini tidak boleh dilakukan dengan tepat, jika hanya kerana kita menentukan momen kekeruhan dengan mata, pada tahap tertentu secara subjektif. Di samping itu, kekeruhan hanya menunjukkan bahawa zarah terkecil sulfur yang dibebaskan semasa tindak balas telah mencapai saiz yang boleh dilihat. Namun, kerana kekurangan cara yang lebih baik, mari kita ambil permulaan kekeruhan sebagai pengakhiran tindak balas (yang, dengan cara itu, tidak jauh dari kebenaran). Mari kita buat satu lagi andaian: kadar tindak balas adalah berkadar songsang dengan tempohnya. Jika tindak balas mengambil masa 10 saat, maka kita akan menganggap bahawa kadarnya ialah 0,1. Plotkan halaju pada paksi-y. Empat eksperimen memberikan empat mata, yang kelima - asal. Kesemua lima titik akan terletak kira-kira pada satu garis lurus. Persamaannya ditulis seperti ini: v == k [Na2S2O3] mana v- ialah kadar tindak balas, kurungan segi empat sama ialah penetapan kepekatan yang diterima dalam kinetik kimia, dan k- pemalar kadar, yang mudah dicari daripada graf. Tetapi kadar tindak balas juga mesti bergantung kepada kepekatan asid sulfurik. Dengan membiarkan jumlah tiosulfat tidak berubah dan mencairkan asid sulfurik, periksa bagaimana kadar tindak balas berubah. Peliknya, ia tidak berubah! Kes sebegini bukan perkara biasa. Dalam eksperimen kami, tindak balas kompleks berlaku, dan produknya, sulfur, tidak segera dibebaskan semasa perlanggaran langsung molekul tiosulfat dan asid. Secara umum, tidak terdapat banyak reaksi di mana produk diperolehi dengan segera. Dalam tindak balas berurutan yang kompleks Beberapa peringkat lebih perlahan daripada yang lain. Dalam kes kami, yang terakhir, di mana sulfur terbentuk. Kepantasan dia yang sebenarnya kami ukur. Pengarang: Olgin O.M.
▪ Berapa banyak vitamin C dalam epal? ▪ Bateri lama dan pengecasan kedua
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Projek terowong di bawah Alps ▪ Drone robot marin berkuasa autonomi ▪ Penghawa Dingin Tyrannosaurus ▪ Kereta pandu sendiri daripada Google
▪ bahagian Seni Audio tapak. Pemilihan artikel ▪ artikel Bandar manakah yang terbesar pada tahun 1500? Jawapan terperinci ▪ Artikel Crocus. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ artikel Tiga unsur ZYGI BEAM. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ artikel Jam tangan tidak pernah berbohong. Fokus Rahsia
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan eksperimen menarik dalam fizik:
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini