ОПЫТ 3. Скорость реакции в гетерогенной системе

Опишите гомогенные и гетерогенные системы.

В гетерогенной системе реакция идёт на поверхности раздела фаз. Поэтому влияет площадь поверхности соприкосновения, а также скорость подвода исходных веществ и отвода продуктов реакции.

Изучим воздействие этих факторов на примере реакции карбоната кальция (в виде мрамора) с соляной кислотой.

Приготовьте три навески мрамора равной массы (примерно по 0,5 г). Первая навеска должна быть в виде крупных кусочков, две другие – в виде тонкого порошка.

Оцените визуально средний диаметр частиц d в кусках и в порошке.

Если все частицы имеют одинаковую форму (а внутри каждой навески – и одинаковый размер), то связь между размером одной частицы и общей площадью всех частиц простая:

S₁/S₂ = d₂/d₁.

Цифра 1 соответствует мелким частицам, 2 – крупным.

Скорость реакции v обратно пропорциональна времени растворения t. Поэтому ожидается, что будет примерно выполнено соотношение:

t₂/t₁ = d₂/d₁.

Высыпьте навески в три чистые пробирки. Добавьте к первой из них 5 мл 10%-ной HCl и измерьте время от начала реакции до полного растворения.

Последовательно проделайте тот же опыт со второй и третьей навесками. В последнем случае всё время интенсивно взбалтывайте пробирку. Внимательно следите за ходом реакции.

Сравните данные для трёх навесок и сопоставьте отношение диаметров частиц навесок и отношение времён растворения.

Опишите, как влияют различные факторы на скорость данной гетерогенной реакции.