Câu hỏi: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng
Phản ứng giữa Na2S2O3 với H2SO4 diễn ra theo phương trình hóa học sau:
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + S(s) + SO2(g) + H2O(l)
Một nhóm học sinh tiến hành nghiên cứu sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của các chất phản ứng. Khi đó, nhóm cử một học sinh quan sát một vật từ bên này ống nghiệm qua bên kia ống nghiệm. Khi lượng sulfur tạo ra đủ lớn thì sẽ không nhìn thấy vật qua ống nghiệm nữa. Thời gian từ lúc bắt đầu nhỏ đến khi không quan sát được vật bên kia ống nghiệm là t.
Nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm như sau:
• Bước 1: Cho 1 mL dung dịch Na2S2O3 0,10 M vào 6 ống nghiệm sạch.
• Bước 2: Cho dung dịch H2SO4 nồng độ C (mol/L) vào burette. Mở khóa để dung dịch H2SO4 nhỏ từ từ vào ống nghiệm và bắt đầu đo thời gian. Lặp lại bước 2 với 5 dung dịch H2SO4 còn lại, thu được kết quả ở bảng sau:
| C (mol/L) | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 |
| t (phút) | 5,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 |
a) Trong các thí nghiệm trên, tốc độ nhỏ dung dịch H2SO4 từ burette sẽ ảnh hưởng đến thời gian đo.
b) Giả thuyết khoa học phù hợp với thí nghiệm là: “Do tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ các chất phản ứng nên khi nồng độ các chất phản ứng càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn”.
c) Trong quá trình thí nghiệm, ống nghiệm nên được lắc đều thì tốc độ phản ứng nhanh hơn và xác định.
d) Với nồng độ dung dịch H2SO4 là 0,10 M thì tốc độ trung bình của phản ứng là 0,02 mol/L.phút.
Khi tính tốc độ tức thời, nồng độ các chất là bao nhiêu thì em cứ thay vào tính, ví dụ 15M với 0,0001M thì cũng vậy thôi, không cần quan tâm đến chất nào hết, chất nào dư. Khi tính tốc độ trung bình, nó là sự thay đổi nồng độ theo thời gian, ví dụ 15M xuống 14,95M thì thay đổi 0,05M, từ 0,06M xuống 0,01M cũng là 0,05M
Nhưng ở đây muốn thay vào tính thì phải biết là trong khoảng thời gian đó nó phản ứng hết bao nhiêu(Vd bđ là 0,1M sau đó đến thời điểm S che dấu X thì nó còn 0,01M)
Vậy thì làm sao mình xác định được nó đã phản ứng bap nhiêu ạ
Bài này thì phản ứng vừa đủ rồi, cách thức thực hiện nó như chuẩn độ ấy, nhỏ từ từ H2SO4 từ burette xuống đến khi phản ứng kết thúc thì dừng
(a) Đúng, nếu nhỏ chậm thời gian sẽ tăng lên, nhỏ nhanh thời gian sẽ giảm xuống, đây là sai số hệ thống.
(b) Đúng. Giả thuyết được tính là phù hợp nếu kết quả thí nghiệm kiểm chứng được giả thuyết đó là đúng hoặc sai.
Rõ ràng giả thuyết này phù hợp vì kết quả thí nghiệm chứng minh nó đúng: Nồng độ tăng, thời gian giảm —> Tốc độ tăng.
(c) Sai.
Phát biểu này đúng về mặt hiện tượng nhưng không phù hợp với mục đích thí nghiệm là “nghiên cứu sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của các chất phản ứng”, tức là ta giữ nguyên các yếu tố khác, chỉ thay đổi yếu tố nồng độ. Nếu lắc sẽ xuất hiện 2 vấn đề: Cần phải lắc như nhau đối với tất cả các ống nghiệm (nhanh, chậm khác nhau sẽ dẫn đến sai số), vấn đề quan trọng nữa là việc lắc sẽ cản trở học sinh đang quan sát vật qua ống nghiệm và không thể đưa ra quyết định chính xác là dừng lại hay tiếp tục.
(d) Đúng, v trung bình = 0,1/5 = 0,02 mol/L.phút.
Chú ý: Đây là thí nghiệm nhiều bất ổn:
+ Những giọt H2SO4 đầu tiên nhỏ xuống, khi Na2S2O3 đang còn nhiều, sẽ phản ứng rất nhanh, rất có thể phản ứng đã xong mà giọt thứ 2 vẫn chưa đến, như vậy thời gian đo được đã tính cả thời gian chẳng có phản ứng gì xảy ra cả, nó không thực sự là thời gian diễn ra phản ứng.
+ H2SO4 nhỏ xuống thì được giữ nguyên nồng độ nhưng nồng độ Na2S2O3 sẽ giảm rất nhanh (số mol giảm đồng thời thể tích tăng).
Thí nghiệm nghiên cứu sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của các chất phản ứng nên trộn đều ngay lập tức các chất tham gia.
Em hỏi ý d kỹ hơn tí ạ
Ở đây thí nghiệm chỉ đang theo dõi khi nào lượng kết tủa S che hết dấu X rồi ghi kết quả lại
Vậy làm sao chắc chắn là lượng H2SO4 hay Na2S2O3 đã phản ứng hết để dùng nồng độ của nó tính tốc độ phản ứng được ạ