FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITA DELLE REAZIONI - ANALISI INIZIALE DELLE DUE ESPERIENZE

Termometri;

Cronometro;

Apparato riscaldante;

9 becher da 100 ml;

Bacchette di vetro;

Soluzioni di KMnO₄ 0,1 M; 0,2 M; 0,5 M;

Soluzione di H₂SO₄ 1 M;

Soluzioni di acido ossalico 0,1 M; 0,2 M; 0,5 M;

MnSO₄ solido.

ANALISI INIZIALE DELLE DUE ESPERIENZE

L'esperimento condotto è articolato in due serie di prove, ognuna delle quali mostra l'influenza di un solo fattore sulla velocità di reazione tra l'acido ossalico e il per, manganato di potassio in presenza di acido solforico.

Si tratta di una reazione di ossido riduzione che si rappresenta con la seguente equazione (per questo, a volte, le reazioni di ossido riduzione sono chiamate equazioni chimiche).

2 KMnO₄ + 5 C₂H₂O₄ + 3 H₂SO₄   2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 10 CO₂ + 8 H₂O

Analizzando i dati della prima esperienza si ricaverà che la velocità di reazione è influenzata dalla temperatura e, in particolare, aumenta con l'aumentare della temperatura.

Dai dati della seconda esperienza si potrà visualizzare che la presenza di un catalizzatore può far variare la velocità pur rimanendo inalterati gli altri parametri: temperatura e concentrazione.

In particolare si potrà osservare che piccole quantità di MnO₂ fanno aumentare notevolmente la velocità di reazione.

EFFETTO DELLA TEMPERATURA

Preparare quattro becher da 100 ml contenenti ciascuno 26 ml di H₂C₂O₄ 0,1 M e 10ml di H₂SO₄ 1M.

Portare ciascun becher ad una temperatura definita via crescente: ad esempio, il primo becher a temperatura ambiente, il secondo a quaranta gradi centigradi, il terzo a settanta gradi centigradi e il quarto all'ebollizione.

Aggiungere rapidamente in ciascuna soluzione, agitando con una bacchetta di vetro, 10 ml di KMnO₄ 0,1 M.

Cronometrare il tempo necessario alla decolorazione.

TABELLE E GRAFICI

Costruire una tabella relativa alla temperatura assoluta (in K) /tempo (in s).

Costruire un grafico riportando sull'asse delle ascisse i valori del tempo e sull'asse delle ordinate la temperatura assoluta.

   

ANALISI DELL'ESPERIENZA

Il grafico riportato descrive l'andamento della velocità di reazione.

È una proporzionalità inversa: all'aumentare di una variabile l'altra diminuisce.

In questo caso all'aumentare della temperatura il tempo di reazione diminuisce.

Proprio per questo l'andamento del grafico è rappresentato da un'iperbole.   

La conclusione è evidente: più la temperatura della soluzione è alta e più veloce sarà la reazione di ossido riduzione.   

EFFETTO DEL CATALIZZATORE

Preparare due becher contenenti ciascuno 26 ml di H₂C₂O₄ 0,1M + 10 ml di H₂SO₄ 1M.

Aggiungere al primo becher 10 ml di KMnO₄ 0,1M a temperatura ambiente.

Agitare e cronometrare il tempo necessario per la decolorazione che indica che la reazione è avvenuta.

Eseguire le stesse operazioni con il secondo becker aggiungendo anche una punta di spatola di MnSO₄.

Cronometrare il tempo di reazione e confrontare il valore ottenuto con quello relativo alla prima prova.

TABELLE E CALCOLI

ANALISI DELL'ESPERIENZA

È evidente che la reazione ha impiegato molto meno tempo ad avvenire con il catalizzatore, che senza catalizzatore.

Nel primo becher, infatti, la sostanza si è decolorata dopo più di 11 minuti mentre nel secondo becher la decolorazione è avvenuta dopo soli sette secondi.