Comme le calcaire, le marbre est composé de carbonate de calcium - et, tout comme le calcaire, il réagit avec de l'acide chlorhydrique pour donner du gaz de dioxyde de carbone et du chlorure de calcium en solution. Bien que la progression de la réaction est plus difficile à suivre que d'autres expériences simples, la réaction entre l'acide chlorhydrique et de marbre peut faire la base d'un projet scientifique intéressant ou de l'expérience dans une classe de laboratoire.
La cinétique de réaction
Le taux de réaction est déterminée par l'étape limitant la 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 le taux 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]. Le k dans cette équation est une constante spécifique de la présente réactionnaire 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 la loi de vitesse est d'ordre 0 dans ce réactif. Si elle ne semble et l'exposant sur elle est une, chimistes disent 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
En fonction de votre objectif, il ya 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 par arrêt de la réaction à un moment 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 souhaitez exécuter plusieurs essais, chacun avec une concentration différente de l'acide, mais avec toutes les autres variables (de volume total, la température, la masse de la marbre, etc.) aussi près que possible inchangée. D'autre part, si vous êtes de mesure de la température sur la vitesse de réaction, vous aurez envie de courir plusieurs essais avec la température comme le seul facteur qui change entre eux.
Une variable importante à surveiller est la surface du marbre. Surface d'un solide peut avoir un effet significatif sur la vitesse d'une réaction, car elle permet de déterminer rapidement comment les collisions entre les molécules des deux réactifs peuvent se produire. Si vous utilisez des éclats de marbre, il est important de vous assurer que la surface est plus ou moins le même 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 point donné dans le temps en versant les réactifs à travers un creuset ou un tamis, puis laver les éclats de marbre - cela apportera la réaction à une halte. Vous pouvez ensuite mesurer la quantité de marbre consommée par peser une fois sèche (sauf si vous avez pesé le mouiller à l'origine), ou vous pouvez déterminer combien de l'acide est laissé en titrant l'acide chlorhydrique restant avec une base telle que l'hydroxyde de sodium. Une autre façon de suivre les progrès de réaction est par la quantité de dioxyde de carbone produced- 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 une façon de mesurer le volume du ballon avec précision.
Sécurité
Lorsque vous concevez 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 ainsi. 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.