Misura sperimentale della velocità di reazione
Relazione di laboratorio: misura sperimentale della velocità di reazione
Introduzione
Si definisce velocità di una reazione chimica la quantità di sostanza reagente che viene consumata nell'unità di tempo o la quantità di sostanza che viene prodotta nell'unità di tempo.
In questa esperienza di laboratorio viene studiata la velocità della reazione tra il marmo (carbonato di calcio, CaCO3) e l'acido cloridrico.
Dalla reazione si ottiene una effervescenza dovuta allo sviluppo di anidride carbonica (CO2) sotto forma di gas.
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
Poiché l'anidride carbonica che viene prodotta si disperde nell'ambiente circostante, è possibile seguire il grado di avanzamento della reazione determinando la diminuzione della massa del sistema reagente.
Scopo della esperienza
Seguire l'andamento in funzione del tempo della reazione tra carbonato di calcio e una soluzione di acido cloridrico e osservare la dipendenza della velocità di reazione in funzione della concentrazione della soluzione di acido cloridrico e del grado di suddivisione del reagente solido (marmo).
Attrezzature
Bilancia tecnica di sensibilità 0,1 g
Cronometro
Vetrino da orologio
Becher da 100 mL
Materiali e reagenti
Frammenti di marmo
Soluzione 0,2 M e 1 M di HCl
Procedimento
In un vetrino da orologio pesare circa 4 grammi di frammenti grossolani di marmo.
Inserire all'interno di un becher da 100 mL circa 30-40 mL di una soluzione di acido cloridrico 0,2 M.
Porre sul piatto della bilancia il becher contenente la soluzione di acido cloridrico e il vetrino da orologio contenente i frammenti di marmo.
Annotare la massa totale del sistema (m0).
Mantenendo l'intero sistema sul piatto della bilancia, versare delicatamente il marmo contenuto nel vetrino da orologio all'interno del becher evitando la formazione di schizzi.
Far partire immediatamente il cronometro.
Coprire il becher con il vetrino da orologio in modo tale da evitare la perdita di materiale dovuta alla formazione di spruzzi.
Ogni 30'' annotare la massa del sistema; procedere sino al termine della reazione.
Ripetere l'esperienza usando un'uguale quantità di marmo ma finemente suddiviso.
Ripetere le due esperienze precedentemente descritte utilizzando una soluzione di acido cloridrico 1 M.
Elaborazione ed analisi dei dati
Completare la seguente tabella
Su un foglio di carta millimetrata tracciare un sistema di assi cartesiani e riportare sull'asse delle ascisse i valori del tempo espresso in secondi e sull'asse delle ordinate i valori delle masse di CO2 prodotte dalla reazione.
Congiungere i punti in modo da ottenere una curva.
Ripetere il procedimento per tutte e quattro le serie di valori utilizzando un unico foglio di carta millimetrata e colori diversi per le varie curve.
Calcolo della velocità di reazione
Determinare il valore della velocità media della reazione chimica facendo il rapporto tra la variazione di massa Δm ottenuta in un certo intervallo di tempo e il valore Δt dell'intervallo di tempo.
v = Δm/Δt
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