აქტივობა 3. რეაგენტების კონცენტრაციის გავლენა ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე

http://www.alka-seltzer.com/as/student_experiment.html 

 

შესწავლის საგანი/მიზნები

მოსწავლემ უნდა ისწავლოს:

  • დაკვირვება, მონაცემების აღრიცხვა;
  • დაკვირვების შედეგების გაანალიზება და ახსნა;
  • რომ ყველაფერი, რაც ხელს უწყობს რეაგენტების შემადგენელი ნაწილაკების ერთმანეთთან შეხვედრას/შეჯახებას, ზრდის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს;
  • რომ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე შეიძლება გაიზარდოს რეაგენტების კონცენტრაციის გაზრდით.

 

რესურსები:

  • მეტალური ალუმინი;
  • ქლორწყალბადმჟავა, 1.0 N HCl

 

აღჭურვილობა/ჭურჭელი

  • სინჯარები, 16 x 150 მმ, ხვრელიანი რეზინის საცობებით;
  • სინჯარების სადგამი;
  • ქიმიური ჭიქები 100 მლ, 1000 მლ;
  • 900-ით მოხრილი მინის მილი;
  • რეზინის/პლასტმასის სინჯარები 5/16” x 18”;
  • ხელთათმანები;
  • დამცავი სათვალეები;
  • წამმზომი;
  • ბუნზენის სანთურა ან სანთელი.


მასწავლებლის სავარაუდო აქტივობები:

მასწავლებელი:

  • ატარებს სადემონსტრაციო ცდას (ან მოსწავლეთა ჯგუფებს ურიგებს ჩამოთვლილ რესურსებს და ცდის ინსტრუქციას):
    • მოათავსეთ სინჯარებში ნახევრამდე მეტალური ალუმინის სადენები. თუ სადენები გრძელია, შუაზე გაღუნეთ ისინი;
    • დაასველეთ საცობის ხვრელი და მოხრილი მილის ერთი ბოლო. ფრთხილად მოარგეთ მოხრილი მინის ბოლო საცობის ხვრელს. მოხრილი მილის მეორე ბოლოს შეუერთეთ რეზინის/პლასტმასის სინჯარას და ეს კონსტრუქცია დროებით გვერდზე გადადეთ;
    • გაიკეთეთ ხელთათმანები და დამცავი სათვალე. მინის სინჯარაში ჩაასხით მხოლოდ იმდენი 1.0 N HCl, რომ ალუმინის სადენები ნახევრამდე დაიფაროს;

 

შენიშვნა: მეტალური ალუმინი გარედან დაფარულია ოქსიდის ფენით. ოქსიდის გარსი მოქმედებს ბარიერად მეტალსა და მჟავას შორის და ხელს უშლის რეაქციის მაქსიმალური სიჩქარით მიმდინარეობას;

    • დაიჭირეთ, დაახლოებით, 450-ით დახრილი სინჯარა და ფრთხილად შეათბეთ მჟავა ისე, რომ არ ადუღდეს (სითბოს წყაროდ შეიძება სანთლის გამოყენება): თბილი მჟავა თანდათან შემოაცლის მეტალს ოქსიდის გარსს და რეაქცია ალუმინსა და მჟავას შორის უფრო ინტენსიურად წავა;
    • მოარგეთ საცობიანი კონსტრუქცია მინის სინჯარას. გამოიყენეთ სინჯარის დამჭერად 400 მლ-ანი ქიმიური ჭიქა;
    • გაავსეთ 100 მლ ქიმიური ჭიქა წყლით და ჩადგით მასში რეზინის/პლასტმასის სინჯარა თავისუფალი ბოლოთი;
    • დააკვირდით რეზინის/პლასტმასის სინჯარიდან წყალბადის ბუშტუ­ლების გამოყოფის სიჩქარეს;
    • როდესაც რეაქციის სიჩქარე იმდენად შემცირდება, რომ შესაძლებელი იქნება ზედაპირიდან გამოყოფილი ბუშტულების რაოდენობის დათვლა, ჩაიწერეთ მონაცემები. ჯგუფის ერთმა წევრმა დაინიშნოს დრო, მეორემ - დათვალოს ბუშტულების რაოდენობა, მესამემ - ჩაიწეროს შედეგი;
  • ავალებს მოსწავლეებს, დათვალონ 30 წამის განმავლობაში გამოყოფილი ბუშტულების რაოდენობა. გაიმეორონ დათვლის პროცედურა ყოველ 30 წამში, რვაჯერ ან სანამ გამოყოფილი ბუშტულების რაოდენობა არ შემცირდება 4-მდე და ჩაიწერონ ყველა მონაცემი.


მოსალოდნელი შედეგები

მოსწავლეები:

  • ჩაატარებენ ცდებს და აღრიცხავენ შედეგებს;
  • გააანალიზებენ მიღებულ შედეგებს და დაადგენენ, რომ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია რეაგენტების ატომების ან იონების შეჯახების სიხშირეზე;
  • რომ რეაგენტების კონცენტრაციის შემცირებისას ნაწილაკების შეჯახების სიხშირე მცირდება და რეაქციის სიჩქარე მცირდება, ხოლო კონცენტრაციის გაზრდისას ნაწილაკების შეჯახების სიხშირე და რეაქციის სიჩქარე იზრდება.

 

რეკომენდაციები

  • მოსწავლეებმა, შესაძლებელია, არ მიაქციონ ყურადღება აქტივობაში გამოყენებული რეაქტივების ტემპერატურას. მასწავლებელმა უნდა აუხსნას, რომ შედარების დროს აუცილებელია, ყველა მახასიათებელი იყოს ერთნაირი და მხოლოდ ერთი, შესასწავლი პარამეტრი იცვლებოდეს. წინააღმდეგ შემთხვევაში გამოტანილი დასკვნა არ იქნება სარწმუნო.

 

უსაფრთხოება

  • ქლორწყალბადმჟავა აზიანებს კანს და თვალის ლორწოვანს. ამიტომ აუცილებელია ხელთათმანებისა და დამცავი სათვალეების გამოყენება.

ამ შედეგთან დაკავშირებული ვირტუალური ექსპერიმენტების ნახვა შეიძლება მისამართზე http://www.chm.davidson.edu/vce/equilibria/index.html