در روز چهارشنبه 22 آبان 1398، دانش آموزان پایه ی یازدهم در قالب یک کار گروهی، آزمایش “عوامل موثر در سرعت واکنش” را طبق توضیحات ارائه شده توسط دبیر محترم آزمایشگاه؛ سرکار خانم شعبانی انجام دادند.
در ادامه توضیحاتی راجع به این آزمایش بیان شده است:
غلظت و دما در سرعت فعالیت واکنش هایی شیمیایی تأثیر دارند. برای مثال هر چقدر غلظت شوینده ها بیشتر باشد بهتر قدرت پاک کنندگی خو د را نشان می دهند.
ترکیب شیمیایی عنصر ید و ویتامین C (اسید اسکوربیک) را به ماده ای به نام دی هیدرواسکوربیک اسید تبدیل می کند. البته این ماده دیگر خاصیت ویتامینی ندارد. عنصر ید نیز به یک ذره باردار یدید (-I) تبدیل می شود. ویتامین C در میوه هایی مانند مرکبات وجود دارد و در به هم چسباندن سلول های بدن به همدیگر اهمیت دارد.
برای شناسایی نشاسته در محیط می توان از لوگول (محلول ید دار) استفاده کرد. نشاسته در حضور ید به رنگ آبی تیره مشاهده می شود.
- ابزار ومواد لازم:
قرص ویتامین C – بتادین – آب اکسیژنه – معرف نشاسته – دما سنج – آب مقطر – پیست – استوانه مدرج – ارلن مایر – قیف شیشه ای – کاغذ صافی – بشر در اندازه های مختلف
- ایمنی و هشدار
از عینک و دستکش ایمنی استفاده کنید.
- شرح آزمایش:
با توجه به دستور کار قرص های ویتامین C را در هاون چینی پودر می کنیم و داخل بشر می ریزیم ودر ۵۰ میلی لیتر آب مقطر حل می کنیم ، برای جدا کردن مواد افزودنی که به قرص ویتامین C در کارخانه اضافه کرده اند، از کاغذ صافی استفاده و محلول را با آن صاف می کنیم. برای این کار ابتدا کاغذ صافی را چهارلا کرده و بعد از خیس کردن با آب مقطر درون قیف شیشه ای گذاشته و محلول را از آن عبور می دهیم.
با یک دما سنج ، دمای محلول ویتامینC را کنترل می کنیم تا دمای آن مطابق با دمای اتاق شود(۲۵ سانتیگراد)، سپس حدود ۱۵ میلی لیتر بتادین را با استوانه مدرج اندازه کرده و درون محلول صاف شده ویتامین C می ریزیم.رنگ قهوه ای بتادین از بین رفت. (بشر شماره ۱).مشاهدات را یادداشت می کنیم. دما را نیز یادداشت می کنیم.
در حدود ۱۰۰ml آب گرم (۶۰درجه سانتیگراد) را در بشر دیگر ریخته و ۰٫۲گرم نشاسته به آن اضافه می کنیم تا حل شود. می گذاریم تا سرد شود و به دمای اتاق (۲۵ سانتیگراد ) برسد. سپس با در نظر گرفتن موارد ایمنی مقدار ۵۰ml آب اکسیژنه ( H2O2) را به وسیله بشر اندازه کرده و به بشر حاوی نشاسته اضافه می کنیم(بشر شماره ۲). تغییر رنگی مشاهده نمی شود.
زمان سنج را آماده می کنیم ودمای هر دو محلول بشر ۱ و ۲ را اندازه می کنیم تا هم دما شدن آن صبر کردیم. بعد از اینکه دمای هر دو بشر به دمای اتاق (۲۵ درجه) رسیدند، محتویات بشر ۱ را به بشر ۲ اضافه کرده و هم زمان دگمه زمان سنج را می زنیم تا زمان سنج شروع به کار کند . به محض ظاهر شدن رنگ آبی تیره زمان سنج را متوقف می کنیم و زمان را ثبت می کنیم. زمان ۵ ثانیه را نشان می دهد.
تمام مراحل آزمایش قبل را با نصف غلظت اولیه انجام داده و مشاهدات را ثبت می کنیم.
در مرحله بعد غلظت های اولیه مواد را حفظ کرده ولی دما را با استفاده از حمام آب سرد تا ۵ درجه سرد کرده و مشاهدات را یادداشت کردیم. برای تهیه حمام آب سرد از ظرف یخ استفاده کردیم.
- * مشاهده و نتیجه گیری:
وقتی تندورید را به محلول اسکوربیک اسید (ویتامینC) اضافه کردیم ، بتادین بی رنگ شد . در اصل اسکوربیک اسید باعث شد که ید کاهش پیدا کند یعنی ید را به یون منفی-I تبدیل می کند و خود اسکوربیک اسید نیز اکسید می شود.
نکته:ید منفی ( -I )بی رنگ است و عنصر ید (I)قهوه ای رنگ می باشد.
در دمای اتاق (۲۵درجه) وقتی محتویات بشر ۱(محلول اسکوربیک اسید بیرنگ) را به بشر ۲(محلول نشاسته و آب اکسیژنه) اضافه می کنیم دگمه زمان سنج را زدیم و وفتی رنگ آن آبی تیره شد دوبار زمان سنج را متوقف کردیم و زمان ۵ ثانیه را ثبت کرده بودیم یعنی حدود ۵ ثانیه طول کشید تا ید منفی( -I) در حضور آب اکسیژنه به ید ( I ) تغییر کند. در این آزمایش وجود ید را با نشاسته شناسایی کردیم چون ید بی رنگ است و در حضور نشاسته یک کمپلکس رنگی ایجاد می کند. پس می توان از ید برای شناسایی نشاسته نیز استفاده کرد.
در دمای اتاق(۲۵ درجه سانتیگراد) وقتی غلظت را به نصف تقلیل دادیم ، زمان تغییر رنگ محلول ها افزایش پیدا می کند. یعنی غلظت مواد در سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر دارد و وقتی غلظت مواد کاهش پیدا می کنند سرعت واکنش ها نیز کاهش پیدا می کند به همین دلیل زمان سنج زمان بیشتری را نشان می دهد.
در دمای ۵ درج سانتیگراد و با غلظت های اولیه آزمایش ( دو عدد ویتامین C و ۱۵ میلی لیتر بتادین ، ۰٫۲ گرم نشاسته و ۵۰میلی آب اکسیژنه ) نیز زمان سنج ، افزایش زمان واکنش ها را نشان داد. یعنی دما در سرعت واکنش ها تأثیر می گذارد. دمای پائین سرعت واکنش ها را کاهش می دهد.