Μάθημα 90 από 102

Εξήγηση πειραματικού αποτελέσματος

Εντοπίζεις τη μεταβλητή που αλλάζει, τις ελεγχόμενες συνθήκες και την παρατήρηση και συνδέεις το αποτέλεσμα με το κατάλληλο μοντέλο ή νόμο ταχύτητας.

Οι αποθηκευμένες σουΣύνδεση

Οι αποθηκευμένες σελίδες μένουν σε αυτή τη συσκευή. Συνδέσου για να τις βρεις σε άλλη συσκευή.

Με μια ματιά

Συγκρίνεις την ίδια αντίδραση αλλάζοντας μόνο 1 εξεταζόμενο παράγοντα και κρατώντας σταθερές τις υπόλοιπες σχετικές συνθήκες. Διαβάζεις πρώτα την παρατήρηση, τις φυσικές καταστάσεις και τις μονάδες και ποσοτικοποιείς μόνο ό,τι επιτρέπουν τα δεδομένα. Εξηγείς το αποτέλεσμα με τις αποτελεσματικές συγκρούσεις, τις διαθέσιμες θέσεις σύγκρουσης ή τον πειραματικό νόμο ταχύτητας, ανάλογα με τη μεταβλητή που άλλαξε.

Μέθοδος σε πειραματική σύγκριση

  1. Ελέγχεις ότι συγκρίνεις την ίδια αντίδραση και ότι σε κάθε σύγκριση αλλάζει 1 μόνο εξεταζόμενος παράγοντας, επειδή αλλιώς δεν αποδίδεις τη διαφορά σε συγκεκριμένη αιτία. Έλεγχος: ονομάζεις τη μεταβλητή που αλλάζει και επιβεβαιώνεις ότι οι υπόλοιπες σχετικές συνθήκες μένουν σταθερές.
  2. Καταγράφεις τις ελεγχόμενες συνθήκες, τις φυσικές καταστάσεις και τις μονάδες, επειδή καθορίζουν αν η σύγκριση είναι έγκυρη. Έλεγχος: δεν υπάρχει κρυφή αλλαγή θερμοκρασίας, όγκου, χημικής ταυτότητας, μάζας στερεού ή μονάδας χρόνου.
  3. Διαβάζεις την παρατήρηση πριν δώσεις εξήγηση, ώστε να ξεχωρίζεις το πειραματικό αποτέλεσμα από την ερμηνεία του. Έλεγχος: δηλώνεις ποια ταχύτητα είναι μεγαλύτερη, μικρότερη ή ίση με βάση τον πίνακα ή το γράφημα.
  4. Ποσοτικοποιείς μόνο ό,τι επιτρέπουν τα δεδομένα, επειδή ένας λόγος ταχυτήτων ή μια κλίση χρειάζεται συγκεκριμένες τιμές και σωστές μονάδες. Έλεγχος: σε πίνακα συγκρίνεις δοκιμές όπου αλλάζει 1 συγκέντρωση, ενώ σε γράφημα ξεχωρίζεις κλίση διαστήματος από κλίση εφαπτομένης. Για να μετατρέψεις την κλίση συγκέντρωσης προς χρόνο σε ταχύτητα αντίδρασης, ελέγχεις το πρόσημο του είδους και διαιρείς με τον στοιχειομετρικό συντελεστή του.
  5. Συνδέεις την παρατήρηση με τον κατάλληλο κανόνα. Για παράγοντα ταχύτητας χρησιμοποιείς τις αποτελεσματικές συγκρούσεις ή τις διαθέσιμες θέσεις σύγκρουσης. Για πίνακα αρχικών ταχυτήτων χρησιμοποιείς τον πειραματικό νόμο ταχύτητας. Έλεγχος: η εξήγηση αναφέρεται ακριβώς στη μεταβλητή που άλλαξε.
  6. Ελέγχεις το συμπέρασμα, επειδή η απάντηση πρέπει να συμφωνεί με τα δεδομένα, τις φυσικές καταστάσεις και τις μονάδες. Έλεγχος: δεν αντιγράφεις αυθαίρετα στοιχειομετρικούς συντελεστές στον νόμο ταχύτητας και δεν δηλώνεις ακριβή αναλογία που δεν προκύπτει από τις μετρήσεις.

Εξήγηση της επίδρασης της επιφάνειας

Σε 2 δοκιμές χρησιμοποιείς 5,0 g5{,}0\,\unit{g} του ίδιου στερεού με ίδιο διάλυμα, στην ίδια θερμοκρασία. Στη δοκιμή Α η εκτεθειμένη επιφάνεια είναι 10 cm210\,\unit{cm^2} και στη δοκιμή Β είναι 50 cm250\,\unit{cm^2}. Οι αρχικές ταχύτητες είναι αντίστοιχα 0,015 mol L−1 min−10{,}015\,\unit{mol\,L^{-1}\,min^{-1}} και 0,045 mol L−1 min−10{,}045\,\unit{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}. Εξηγείς τη διαφορά.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

  1. Δείξε το βήμα 1

    Εντοπίζεις ως μεταβλητή την εκτεθειμένη επιφάνεια. Ελέγχεις ότι η μάζα, η χημική ταυτότητα, το διάλυμα και η θερμοκρασία μένουν σταθερά.

  2. Δείξε το βήμα 2

    Διαβάζεις ότι η δοκιμή Β έχει μεγαλύτερη αρχική ταχύτητα και βρίσκεις: vBvA=0,0450,015=3\frac{\rate_{\mathrm{B}}}{\rate_{\mathrm{A}}}=\frac{0{,}045}{0{,}015}=3 Δηλώνεις ότι η μετρημένη αρχική ταχύτητα στη δοκιμή Β είναι 3 φορές μεγαλύτερη.

  3. Δείξε το βήμα 3

    Εξηγείς ότι η μεγαλύτερη εκτεθειμένη επιφάνεια διαθέτει περισσότερες θέσεις όπου μπορούν να συγκρουστούν τα αντιδρώντα σωματίδια. Έτσι πραγματοποιούνται συχνότερα αποτελεσματικές συγκρούσεις και η ταχύτητα συνήθως αυξάνεται.

  4. Δείξε το βήμα 4

    Δεν συμπεραίνεις ότι η ταχύτητα είναι πάντοτε ανάλογη της επιφάνειας. Ο λόγος 3 περιγράφει μόνο τις συγκεκριμένες μετρήσεις.

Πίνακας αρχικών ταχυτήτων

Νέα ερώτηση τύπου πίνακα, 8 μονάδες. Για την αντίδραση A(aq)+B(aq)⟶C(aq)\chem{A}\state{aq}+\chem{B}\state{aq}\rxn\chem{C}\state{aq} εκτελείς 3 δοκιμές στην ίδια θερμοκρασία:

Δοκιμή[A]\conc{\chem{A}} σε mol L−1\unit{mol\,L^{-1}}[B]\conc{\chem{B}} σε mol L−1\unit{mol\,L^{-1}}Αρχική v\rate σε mol L−1 min−1\unit{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
10,100{,}100,200{,}200,0120{,}012
20,200{,}200,200{,}200,0480{,}048
30,200{,}200,400{,}400,0960{,}096
Προσδιορίζεις τις επιμέρους τάξεις, τη συνολική τάξη, τον νόμο ταχύτητας, την τιμή του kk και τη μονάδα του.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

  1. Δείξε το βήμα 1

    Διαβάζεις τις συγκεντρώσεις, την αρχική ταχύτητα και τη μονάδα χρόνου. Ελέγχεις ότι η θερμοκρασία είναι σταθερή και κρατάς τα λεπτά σε όλους τους υπολογισμούς.

  2. Δείξε το βήμα 2

    Συγκρίνεις τις δοκιμές 1 και 2. Η [A]\conc{\chem{A}} διπλασιάζεται, η [B]\conc{\chem{B}} μένει σταθερή και η v\rate τετραπλασιάζεται: 2x=4,x=22^x=4,\quad x=2

  3. Δείξε το βήμα 3

    Συγκρίνεις τις δοκιμές 2 και 3. Η [B]\conc{\chem{B}} διπλασιάζεται, η [A]\conc{\chem{A}} μένει σταθερή και η v\rate διπλασιάζεται: 2y=2,y=12^y=2,\quad y=1

  4. Δείξε το βήμα 4

    Γράφεις τον πειραματικό νόμο και τη συνολική τάξη: v=k[A]2[B]\rate=k\conc{\chem{A}}^2\conc{\chem{B}} Η συνολική τάξη είναι 3.

  5. Δείξε το βήμα 5

    Χρησιμοποιείς τη δοκιμή 1: k=0,012(0,10)2(0,20)=6,0 L2 mol−2 min−1k=\frac{0{,}012}{(0{,}10)^2(0{,}20)}=6{,}0\,\unit{L^2\,mol^{-2}\,min^{-1}} Ελέγχεις ότι η μονάδα του kk προκύπτει από τη μονάδα της ταχύτητας, τη συνολική τάξη και τα λεπτά του πίνακα.

  6. Δείξε το βήμα 6

    Εξηγείς ότι οι εκθέτες προκύπτουν από τις πειραματικές συγκρίσεις. Δεν τους αντιγράφεις από τους συντελεστές της συνολικής εξίσωσης.

Συνηθισμένα λάθη

  • Αν αλλάζουν περισσότερες από 1 συνθήκες στην ίδια σύγκριση, ονόμασε τη μεταβλητή που εξετάζεις και κράτησε τις υπόλοιπες σχετικές συνθήκες σταθερές.
  • Πριν περιγράψεις γράφημα ή πίνακα, διάβασε τους άξονες, τις ποσότητες και τις μονάδες. Δήλωσε καθαρά τι μετριέται.
  • Σύνδεσε την αιτιολόγηση με τη συγκεκριμένη μεταβλητή που άλλαξε, ώστε να εξηγείς αυτό το πείραμα και όχι ένα άσχετο.
  • Βρες τους εκθέτες του νόμου ταχύτητας συγκρίνοντας δοκιμές που διαφέρουν σε 1 συγκέντρωση. Μην τους αντιγράφεις από τη συνολική εξίσωση.
  • Παράλειψε τη συγκέντρωση καθαρού στερεού από τον νόμο ταχύτητας, αλλά έλεγξε τη φυσική κατάστασή του και την εκτεθειμένη επιφάνεια.
  • Διατήρησε τη μονάδα χρόνου του πίνακα όταν υπολογίζεις το kk και έλεγξε ότι η τελική μονάδα συμφωνεί.

Τι αναζητά ο διορθωτής

  • Εντοπίζεις σωστά τη μεταβλητή που αλλάζει και τις συνθήκες που παραμένουν σταθερές.

  • Διατηρείς τις φυσικές καταστάσεις και διαβάζεις σωστά τις ποσότητες και τις μονάδες των δεδομένων.

  • Δηλώνεις καθαρά την παρατήρηση ή τη σύγκριση των ταχυτήτων πριν από την ερμηνεία.

  • Χρησιμοποιείς τον κατάλληλο λόγο μετρήσεων ή την κατάλληλη κλίση χωρίς να μεταβάλλεις τη μονάδα χρόνου.

  • Συνδέεις το αποτέλεσμα με τις αποτελεσματικές συγκρούσεις, τις διαθέσιμες θέσεις σύγκρουσης ή τον πειραματικό νόμο ταχύτητας, ανάλογα με το ερώτημα.

  • Διατυπώνεις συμπέρασμα που συμφωνεί με τα δεδομένα και δεν προσθέτει αναλογία, εκθέτη ή αιτία που δεν στηρίζεται από αυτά.

Φορτώνεται η αποθηκευμένη πρόοδός σου.

Η πρόοδός σου

Κατακτάς την ενότητα με τουλάχιστον 3 σωστές λύσεις και βαθμό τουλάχιστον 70%. Η ανάγνωση καταγράφει μόνο πότε την είδες.