Comme le calcaire, le marbre est composé de carbonate de calcium - et tout comme le calcaire, il réagit avec l'acide chlorhydrique pour donner du gaz de dioxyde de carbone et du chlorure de calcium en solution. Bien que les progrès de la réaction est plus difficile à suivre que d'autres expériences plus simples, la réaction entre l'acide chlorhydrique et le marbre peut faire la base d'un projet scientifique intéressant ou expérience dans une classe de laboratoire.
Cinétique de la réaction
Le taux de réaction est déterminé par l'étape de limitation de vitesse - en d'autres termes, par l'étape la plus lente de la réaction. Chaque réaction a sa propre loi de vitesse, une équation qui donne la vitesse de cette réaction en fonction de la concentration des réactifs. Pour prendre un exemple, considérons la réaction imaginaire suivante:
A + B -> C
Une loi de vitesse possible pour cette réaction pourrait être Rate = kx [concentration de A] x [concentration de B au carré]. K dans cette équation est une constante spécifique de cette réaction; elle varie avec la température et d'autres facteurs. Seuls les réactifs qui prennent part à l'étape de limitation de vitesse 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 d'un réactif ne figure pas dans la loi de vitesse, les chimistes disent que la loi de vitesse est d'ordre 0 dans ce réactif. Si elle ne figure et l'exposant à ce sujet est l'un, les chimistes disent que la loi de vitesse est de premier ordre dans ce réactif. Si la concentration de ce réactif est carré, il est appelé second ordre et ainsi de suite.
options de
En fonction de votre objectif, il existe plusieurs types d'expériences que vous pourriez concevoir impliquant ces deux réactifs. Vous pourriez essayer de déterminer si la réaction est du premier ou du second ordre dans l'acide chlorhydrique. Vous pouvez également essayer de déterminer comment il varie avec la température. De toute façon, vous aurez envie d'être capable de mesurer la vitesse de la réaction, soit en arrêtant la réaction à un point donné ou en mesurant la quantité d'un réactif utilisé à divers endroits tout au long de la réaction.
Conception expérimentale
Chaque fois que vous concevez une expérience, vous voulez (si possible) pour faire varier une seule variable expérimentale entre les différents traitements. Si vous essayez de déterminer comment la concentration d'acide affecte la vitesse de réaction, par exemple, vous voulez exécuter plusieurs essais, chacun avec une concentration différente de l'acide, mais avec toutes les autres variables (volume total, température, masse de la le marbre, etc.), le plus près possible sans changement possible. D'autre part, si vous mesurez comment la température affecte la vitesse de réaction, vous voulez exécuter plusieurs essais avec la température comme le seul facteur qui change entre eux.
Une variable importante à surveiller est la surface du marbre. La surface d'un solide peuvent avoir un effet significatif sur la vitesse de réaction, car elle permet de déterminer la vitesse à laquelle les collisions entre les molécules des deux réactifs peut se produire. Si vous utilisez des éclats de marbre, il est important de vous assurer que la surface est plus ou moins la même chose entre vos différents essais - et que la masse des éclats de marbre reste inchangé ainsi.
Technique
Une façon de suivre la vitesse de la réaction serait de l'arrêter à un moment donné dans le temps en versant les réactifs à travers un creuset ou d'un tamis, puis laver les morceaux de marbre - cela apportera la réaction à l'arrêt. Vous pouvez ensuite mesurer la quantité de marbre consommée par le pesant une fois sèche (sauf si vous pesez le mouiller à l'origine), ou vous pouvez déterminer combien de l'acide est laissé en dosant l'acide chlorhydrique restant avec une base telle que l'hydroxyde de sodium. Une autre façon de suivre les progrès de la réaction se fait par la quantité de dioxyde de carbone produit; vous pouvez piéger le dioxyde de carbone avec un ballon et de mesurer son volume. Cette approche peut être plus difficile, cependant, sauf si vous avez un moyen de mesurer le volume du ballon avec précision.
sécurité
Lors de la conception de votre expérience, il est important de se rappeler que l'acide chlorhydrique et de l'hydroxyde de sodium sont des produits chimiques forts. Si vous renversez eux ou éclabousser sur votre peau ou les yeux, ils peuvent causer des brûlures graves ou même la cécité. Assurez-vous de porter des lunettes et des gants lors 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 d'entrer en contact avec des métaux ou d'autres matériaux qui peuvent corroder, parce que l'acide chlorhydrique peut ronger les surfaces métalliques.