Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 23

При добавлении оксида марганца(IV) (MnO₂) в раствор пероксида водорода (H₂O₂) наблюдается бурное выделение пузырьков газа — это кислород, который образуется в ходе разложения пероксида водорода. Реакция становится значительно быстрее, чем без добавления оксида марганца.

(2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑)

Оксид марганца(IV) в этом процессе не расходуется и остаётся в растворе даже после завершения реакции. Он только ускоряет её, но сам в реакцию не вступает.

Вывод: Оксид марганца(IV) играет роль катализатора — вещества, которое ускоряет химическую реакцию, но не изменяется в процессе. Это классический пример катализа. Таким образом, чёрный порошок оксида марганца(IV) не исчезает после завершения реакции.

Скоростью химической реакции называют изменение концентрации вещества (реагента или продукта) в единицу времени. Скорость показывает, как быстро протекает реакция — насколько быстро расходуются исходные вещества или образуются продукты.

(2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O) — нейтрализация щёлочи кислотой происходит почти мгновенно.

(Fe + O₂ → Fe₂O₃) — ржавление железа на воздухе занимает много времени (дни, недели).

Скорость химической реакции зависит от следующих факторов:

• Природа веществ. Реакции между более активными веществами протекают быстрее. Например, Mg реагирует с кислотой быстрее, чем Fe.

• Температура. При повышении температуры скорость реакции увеличивается, так как частицы движутся быстрее, чаще сталкиваются.

• Концентрация веществ. Чем выше концентрация, тем больше частиц, чаще столкновения, быстрее реакция.

• Площадь соприкосновения. Твёрдые вещества реагируют быстрее, если измельчены (например, порошок мела реагирует быстрее, чем кусок).

• Катализатор. Вещества, ускоряющие реакцию, не расходуясь при этом. Например, MnO₂ ускоряет разложение H₂O₂.

(Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑)

5. Измельчение цинка (увеличение площади соприкосновения реагентов).

6. Повышение температуры раствора.

7. Повышение концентрации серной кислоты.

8. Использование катализатора (например, медь ускоряет некоторые реакции водорода с металлами, но в этом случае обычно не применяется).

Все эти меры способствуют увеличению частоты столкновений частиц, а значит, ускоряют реакцию.

Продукты хранят при низких температурах, потому что при понижении температуры скорость химических реакций уменьшается. Это замедляет процессы гниения, брожения, разложения и размножения микроорганизмов, из-за чего продукты дольше сохраняются свежими.

• Увеличение скорости реакции: подогревание уксуса с содой для усиленного выделения углекислого газа при выпечке.

• Уменьшение скорости реакции: хранение лекарств в холодильнике — это замедляет их разложение.

• Увеличение скорости реакции: добавление дрожжей и тёплой воды в тесто для ускорения брожения.

• Уменьшение скорости: покрытие железа краской для замедления реакции с кислородом (защита от коррозии).

Скорость химической реакции (v) рассчитывается по формуле:

v = Δc / Δt

Где:

Δc = 0,86 − 0,26 = 0,60 моль/л

Δt = 2 мин = 120 с

v = 0,60 моль/л / 120 с = 0,005 моль/(л·с)

Ответ: Скорость химической реакции составляет 0,005 моль/(л·с).

Я нашёл видео опыта, в котором проводится разложение пероксида водорода с использованием оксида марганца(IV) в качестве катализатора.

(2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑)

Оксид марганца(IV) — MnO₂

Катализатор ускоряет разложение пероксида водорода на воду и кислород. Без катализатора реакция идёт очень медленно, но при его добавлении начинается быстрое выделение пузырьков газа (кислорода). Катализатор при этом не расходуется, остаётся в реакции в неизменном виде.