浓度和率因子实验室答案

题：

物质的浓度对反应的总速率有何影响？

假设

与同一给定物质的较低浓度的反应相比，较高浓度的给定物质可能导致反应以更快的速度进行。这是因为会有更多的酸分子与镁原子碰撞。因此，浓度的增加会导致可能的碰撞增加，从而可能有一个更快的反应速度。

反应

2HCL._（l）+ mg._(年代)- > MgCl_2(年代)+ H._2（g）

金属镁与盐酸之间的反应适合于这个特殊的实验。盐酸的浓度可以通过向溶液中加水方便而安全地调节。反应产生气体，因此反应速率可以很容易地通过测量反应过程中释放的气体量来确定。此外，随着金属镁的数量明显减少，直到完全减少，反应的进程可以毫不费力地看到。

材料

• 电子天平
• 重船
• 计时器
• 40mL 8.9 mol盐酸
• 1.5克镁金属
• 蒸馏水
• 100毫升锥形烧瓶
• 10ml刻度气缸
• 50ml刻度气缸
• 200毫升烧杯
• 玻璃搅拌棒

实验设计

实验的第一步是创造三种不同的盐酸样品不同的物质浓度(2mol, 1mol, 0.5 mol)为此，将盐酸原液(已知摩尔浓度)与蒸馏水混合，直到达到所需的摩尔浓度。将生成6个50mL盐酸样品(每个摩尔浓度2次试验)。接下来，将6个0.25g的金属镁样品分别与3种盐酸溶液混合(各2次试验)。

必须记录每个样品的初始质量（包括盐酸和镁金属）。随着镁金属加入到盐酸溶液中，将开始定时器。溶液的质量将以30秒的间隔记录。一旦反应完成（不再释放气泡并且没有剩余的镁金属），则停止计时器，记录最终时间和质量。观察应记录在类似于下面的表中：

HCl的摩尔性	审判 ＃	初始质量	时间	大量的	最终质量
2摩尔/升	1		30秒
60秒
90秒
2		30秒
60秒
90秒
1 mol / l	1		30秒
60秒
90秒
2		30秒
60秒
90秒
0.5 mol / L	1		30秒
60秒
90秒
2		30秒
60秒
90秒

方法：

• 为了产生2mol盐酸溶液，将22.4ml的8.9mol盐酸储备溶液与Erlenmeyer烧瓶中的77.6ml蒸馏水混合并搅拌。然后将溶液分成两个50mL样本。
• 将8.9mol盐酸原液中11.2mL与88.8mL蒸馏水在Erlenmeyer烧瓶中混合，搅拌生成1mol盐酸溶液。然后将溶液分成两个50mL样本。
• 取8.9mol盐酸原液5.6mL与94.4mL蒸馏水在Erlenmeyer烧瓶中混合搅拌，制成0.5mol盐酸溶液。然后将溶液分成两个50mL样本。
• 6个0.25克的金属镁样品放在称重船上。
• 将50ml烧杯中的2mol盐酸溶液和含有0.25g镁金属的一个称重舟皿放置在电子平衡上，并记录初始质量。
• 然后将金属镁样品加入到盐酸样品中(仍在刻度上)。与此同时，计时器启动。
  **注意：在加入镁金属后，请务必将船舶放在秤上。这是为了使初始质量和最终质量仅反映出释放的气体。
• 每30秒都记录在数据表中。
• 对第二份盐酸和金属镁样品重复步骤5-7(使用相同的盐酸摩尔浓度)。
• 使用1mol盐酸然后0.5mol盐酸重复步骤5-8。

观察

HCl的摩尔性	审判 ＃	初始质量	时间	大量的	最终质量
2摩尔/升	1	100.91克	30秒	100.67克	100.45克
60秒	100.56克
90秒	100.45克
2	102.61	30秒	102.40克	102.14克
80秒	102.26克
90秒	102.14克
1 mol / l	1	99.82克	30秒	99.76G.	99.48克
60秒	99.72G.
90秒	99.69克
120秒	99.65G.
150秒	99.62G.
180秒	99.59克
210秒	99.56克
240秒	99.54G.
270秒	99.52G.
300秒	99.50G.
330秒	99.49克
345秒	99.48克
2	100.24克	30秒	100.20克	99.92克
60秒	100.15克
90秒	100.12克
120秒	100.08g
150秒	100.05G.
180秒	100.02G.
210秒	99.99g.
240秒	99.97g
270秒	99.94克
300秒	99.93克
330秒	99.92克
0.5 mol / L	1	96.45G.	30秒	96.43G.	96.17克
60秒	96.42g
90秒	96.40g.
120秒	96.39克
150秒	96.38克
180秒	96.37克
210秒	96.36克
240秒	96.35g.
270秒	96.34g
300秒	96.33g
330秒	96.32g
360秒	96.31g
390秒	96.31g
420秒	96.29克
450秒	96.26克
480秒	96.25克
510秒	96.24克
540秒	96.23G.
570秒	96.23G.
600秒	96.22G.
630秒	96.21G.
660秒	96.20g.
690秒	96.20g.
720秒	96.19克
750秒	96.17克
780秒	96.17克
2	101.42G.	30秒	101.41G.	101.15克
60秒	101.40g.
90秒	101.39克
120秒	101.38克
150秒	101.37克
180秒	101.36克
210秒	101.35克
240秒	101.32g
270秒	101.32g
300秒	101.30g.
330秒	101.30g.
360秒	101.29G.
390秒	101.28克
420秒	101.27克
450秒	101.26克
480秒	101.25克
510秒	101.24克
540秒	101.23克
570秒	101.22克
600秒	101.21克
630秒	101.20g.
660秒	101.19g.
690秒	101.18g
720秒	101.16克
750秒	101.16克
780秒	101.15克

挑战

我们的团体在进行该实验时遇到的一个问题是，当使用0.5mol盐酸时，反应得非常缓慢，我们不允许足够的时间进行反应完成。这可以通过使用1mol / L和2mol / L之间的摩尔来解决而不是将摩尔度降低至0.5mol / L.

误差的来源

在化学中，你几乎不可能有完美的环境和完美的准确性来得到完美的结果。每一个实验，尽管做了多次，几乎总是会有不同的结果。在我们的实验中，有许多这样的误差来源。当镁金属被倒入盐酸中时，会在测量船上留下残留，所以并不是每一个镁粒子都被使用了，这反过来可能会导致最终结果的微小差异。

另一个因素是我们可能没有恰好50毫升HCl。它的粘性性能在烧杯的侧面留下残留物，这可能导致了较小的差异。刻度气缸也仅精确到0.01ml，其留下1％的误差余量。而且，围绕烧杯的侧面冷凝的氢气释放也具有最终产品质量的变化。

浓度及其对反应速率的影响

根据我们的研究结果和碰撞理论，浓度显然会影响反应速度。这是因为通过增加反应物的浓度，增加反应物的分子数，这反过来增加碰撞的频率。粒子越易于找到与其碰撞以碰撞的颗粒，这增加了发生反应所需的时间。

HCl浓度（mol / l）	反应物的初始质量 （克）	反应物的最终质量 （克）	不同的质量 （克）	发生反应的时间（秒）	反应率 ∆米(Mm的H2X2) /时间
2磨牙（试验1）	100.67克	100.45克	0.22g	90.	0.0098755 Mol / L /秒
2磨牙（试验2）	102.40克	102.14克	0.26g	90.	0.0116711. 摩尔/升/秒
1磨牙（试验1）	99.76G.	99.48克	0.28克	345	0.0032788. 摩尔/升/秒
1磨牙（试验2）	100.20克	99.92克	0.28克	330.	0.0034279. 摩尔/升/秒
0.5 Molar(试验1)	96.43G.	96.17克	0.26g	780.	0.0013466 摩尔/升/秒
0.5 mol / l(试验2)	101.41G.	101.15克	0.26g	780.	0.0013466 摩尔/升/秒