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Acide chlorhydrique & méthodes d'expérimentation en marbre

Acide chlorhydrique & méthodes d'expérimentation en marbre


Comme pierre à chaux, marbre est composé de carbonate de calcium--et à l'instar de calcaire, il réagit avec l'acide chlorhydrique pour donner du dioxyde de carbone et le chlorure de calcium en solution. Bien que l'état d'avancement de la réaction est plus difficile à suivre que quelques autres expériences plus simples, la réaction entre l'acide chlorhydrique et marbre peut faire la base d'un projet intéressant de la science ou expérimenter dans une classe de laboratoire.

Cinétique de la réaction

Le taux de réaction est déterminé par l'étape cinétiquement limitante--en d'autres termes, par l'étape la plus lente d'une réaction. Chaque réaction a sa propre loi de vitesse, une équation qui donne le taux de cette réaction en fonction de la concentration des réactifs. Pour prendre un exemple, considérons la réaction imaginaire suivante: A + B--> C un droit de taux possible pour cette réaction pourrait être taux = k x [concentration de A] x [concentration de B au carré]. Le k dans cette équation est une constante spécifique à cette réaction ; Il varie avec la température et d'autres facteurs. Seuls les réactifs qui prennent part à l'étape cinétiquement limitante apparaissent dans la Loi de vitesse, donc une loi de vitesse ne sera pas nécessairement inclure tous les réactifs de l'équation chimique. Si la concentration du réactif n'apparaît pas dans la Loi de vitesse, chimistes disent la Loi de vitesse est 0-ordre dans ce réactif. Si elle n'apparaît pas et l'exposant à ce sujet est l'un, les chimistes disent la Loi de vitesse est du premier ordre dans ce réactif. Si la concentration de ce réactif est élevé au carré, ça s'appelle second ordre et ainsi de suite.

Options

Selon votre objectif, il existe plusieurs sortes d'expériences, que vous pouviez créer impliquant ces deux réactifs. Essayez de déterminer si la réaction est premier ou de second ordre dans l'acide chlorhydrique. Vous pouvez également essayer de déterminer comment elle varie avec la température. Quoi qu'il en soit, vous aurez envie de pouvoir mesurer la vitesse de la réaction, soit par l'arrêt de la réaction à un moment donné, soit en mesurant la quantité d'un réactif utilisé à différents moments tout au long de la réaction.

Dispositif expérimental

N'importe quel moment que vous conceviez une expérience, vous voulez (si possible) ne varient qu'une variable expérimentale entre différents traitements. Si vous essayez de déterminer comment la concentration d'acide affecte la vitesse de réaction, par exemple, vous aurez besoin d'exécuter plusieurs essais, chacun avec une concentration différente de l'acide, mais avec toutes les autres variables (volume total, température, masse du marbre, etc.) aussi près d'inchangé que possible. En revanche, si vous êtes mesurer comment la température influe sur la vitesse de réaction, vous aurez envie d'exécuter plusieurs essais avec la température comme le seul facteur qui change entre eux. Une variable importante à surveiller est la surface du marbre. Surface d'un solide peut avoir un effet significatif sur le taux de réaction, car il aide à déterminer comment rapidement les collisions entre les molécules des deux réactifs peuvent se produire. Si vous utilisez des morceaux de marbre, il est important de s'assurer que la surface est plus ou moins la même entre vos différents essais--et que la masse de l'éclats de marbre reste inchangé ainsi.

Technique de

Une façon de suivre la vitesse de la réaction serait de l'arrêter à un moment donné dans le temps en versant les réactifs dans un creuset ou un tamis, puis laver les morceaux de marbre--ceci amènera la réaction à l'arrêt. Vous pouvez ensuite mesurer la quantité de marbre consommée par elle pesant une fois qu'il sèche (sauf si vous pesait mouillez initialement), ou vous pouvez déterminer combien d'acide est laissé par titrage de l'acide chlorhydrique restant avec une base comme la soude. Une autre façon de suivre la progression de la réaction est par le biais de la quantité de dioxyde de carbone produite ; vous pouvez piéger le dioxyde de carbone avec un ballon et mesurer son volume. Cette approche peut être plus difficile, cependant, à moins d'avoir un moyen de mesurer le volume du ballon avec précision.

Sécurité

Lorsque vous concevez votre expérience, il est important de se rappeler que l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium sont des produits chimiques forts. Si vous les déversements ou les éclaboussez sur la peau ou les yeux, ils peuvent provoquer des brûlures graves ou même la cécité. Assurez-vous de que porter des lunettes et des gants lors de l'exécution de ce genre d'expérience et de préférence une blouse de laboratoire ou quelque chose pour protéger vos vêtements aussi bien. Ne laissez pas ces produits chimiques pour entrer en contact avec des métaux ou autres matériaux qui peut se corroder, parce que l'acide chlorhydrique peut ronger les surfaces métalliques.