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探究為什麼-從檸檬酸與小蘇打探究化學反應1(化學計量、反應速率與限量試劑)
JUL 25 ,2019
<內容參考PASCO資訊,轉載請註明出處>
簡介
生活的週遭處處發生著化學反應的過程,例如物質燃燒、氧化、漂白等等,反應有可能伴隨著氣體生成、沉澱產生、顏色變化,可以透過這些巨觀的現象評斷反應物的消耗量與產物的生成量,藉由化學反應原子不滅的原理,從反應物的消耗量推斷可能的生成量,或是從目標的生成量推斷所需的反應物消耗量,這就是化學計量。
本次的活動將透過常見的家用化學品:檸檬酸與小蘇打,觀察兩者相互反應所產生的巨觀現象,並搭配感應器量測反應前後的溫度、酸鹼值與氣壓的變化,探究化學反應能量轉移過程、酸鹼值的曲線與化學計量。
活動所需材料與設備
- 無線溫度感應器(PS-3201)
- 無線pH感應器(PS-3204)
- 無線氣壓感應器(PS-3203)
- SPARKvue軟體
- 檸檬酸粉
- 小蘇打粉
- 軟木塞蓋
- 1000ml燒杯
- 100ml燒杯
- 250ml錐形瓶
- 250ml樣品瓶
活動流程
- 製備0.12M的小蘇打溶液(取10.24g的小蘇打粉溶於1000ml的水中)
- 取40ml的小蘇打溶液於樣品瓶中
- 開啟無線氣壓感應器,並與SPARKvue軟體連接
- 將氣體軟管一端接於氣壓感應器,另一端透過軟木塞固定於樣品瓶口
- 在軟體中建立氣壓與時間座標圖
- 加入0.1g的檸檬酸粉於小蘇打溶液中,同時點擊開始測量
- 觀察反應過程中巨觀的變化,同時觀察氣壓的變化
- 當氣壓的變化逐漸平緩後,點擊停止測量
- 重複步驟2~步驟8的流程,每次試驗可增加檸檬酸粉的反應量
- 觀察隨著檸檬酸粉的量增加,氣壓的變化量與變化速率
問題討論
- 透過肉眼觀察小蘇打與檸檬酸相互反應後產生的巨觀變化,再根據兩者的化學式,反應後可能產生了什麼物質?試著列出此反應的方程式
- 在活動中,反應了0.1g的檸檬酸後,最後產生了多少量的氣體?(試著上網查詢檸檬酸與小蘇打的分子量)
- 在活動中,隨著檸檬酸的反應量增加,氣壓的變化量有跟著上升嗎?要如何解釋這樣的結果?
- 在活動中,隨著檸檬酸的反應量增加,氣壓的變化速率有跟著上升嗎?要如何解釋這樣的結果?