用傳感器研究濃度對化學反應速率的影響

蘇教版選修教材《化學反應原理》一書中，在研究學習濃度對反應速率的影響時，教材里的實驗并不能很好地說明問題。筆者通過傳感器來探究濃度對反應速率的影響，能很好地說明實驗結果。

1 實驗目的

使用壓強傳感器對反應容器中的氣壓進行實時測量，研究濃度對化學反應速率的影響。

2 實驗原理

化學反應總是在一定條件下進行，不同反應物的濃度會對化學反應速率產生重要的影響。大理石的主要成分是CaCO3，它與稀鹽酸反應可用化學反應方程式2HCl+CaCO3

CaCl2+H2O+CO2↑來表示。

3 實驗器材及試劑

朗威reg;DISLab6.0數據采集器，計算機，壓強傳感器，大試管，單孔橡皮塞，5 ml注射器、試管架，0.5 mol/L HCl、1 mol/L HCl、1.5 mol/L HCl、2 mol/L HCl，大理石。

4 實驗裝置(圖1)

5 實驗過程和數據分析

1)配制0.5 mol/L HCl、1 mol/L HCl、1.5 mol/L HCl、2 mol/L HCl，稱取0.5 g大理石4份。

2)連接計算機、數據采集器及4個壓強傳感器，進入V6.0實驗軟件系統，點擊“通用軟件”。

3)向4個大試管中分別加入0.5 g大理石，塞上連接上壓強傳感器的橡皮塞。

4)用5 ml注射器分別吸取1 ml 0.5 mol/L HCl、1 mol/L HCl、1.5 mol/L HCl、2 mol/L HCl，插在橡皮塞的針頭上。打開“組合圖線”，添加4條“壓強—時間”圖線，調零，點擊“開始記錄”。2人同時推動4個注射器活塞，將不同濃度的鹽酸溶液注入大試管中，觀察實驗過程中氣壓的變化情況(圖2)。

6 實驗結論

通過氣壓變化曲線表明，鹽酸溶液濃度越高，化學反應速率越快。反之，鹽酸溶液濃度越低，化學反應速率越慢。

7 實驗注意事項

橡皮塞與壓強傳感器之間的連接要緊密，不能有絲毫漏氣現象;大理石顆粒大小要基本相同，盡量用小顆粒大理石;鹽酸溶液量不能太大，如果溶液量超過5 ml，橡皮塞會彈出大試管口，造成實驗失敗。■

(作者單位:浙江省象山中學)