Τετάρτη, 21 Μαρτίου 2018

Η επίδραση της επιφάνειας των στερεών στην ταχύτητα της αντίδρασης ( και κατ' επέκταση στην θέση της Χημικής Ισορροπίας )


Στον πρόσφατο ΠΜΔΧ ( Μάρτιος 2018 ) τέθηκε το παρακάτω ερώτημα ( ερώτημα #20 ):

 
Μα αυτήν την ευκαιρία, ας δούμε πως επηρεάζει η ποσότητα ενός στερεού αντιδρώντος την ταχύτητα μιας αντίδρασης.Το σχολικό βιβλίο αναφέρει ( σελ 78 )













Άρα ( σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο ) εάν η προσθήκη του στερεού προκάλεί την αύξηση της επιφάνειας επαφής του, θα έχουμε αύξηση της ταχύτητας της αντίδρασης ενώ εάν η έκταση της επιφάνειας επαφής του στερεού παρέμεινε σταθερή, η ταχύτητα της αντίδρασης δεν θα μεταβληθεί.
Έτσι η αρχική ποσότητα ήταν «απλωμένη» όπως φαίνεται στην αριστερή εικόνα :

θα έπρεπε να αυξηθεί η ταχύτητα της αντίδρασης , 

ενώ εάν η αρχική ποσότητα ήταν «απλωμένη» όπως φαίνεται στην παρακάτω αριστερή εικόνα :

θα έπρεπε η ταχύτητα της αντίδρασης να παραμείνει σταθερή.

Όμως τα πράγματα δεν είναι ακριβώς έτσι και σε αυτό δεν φταίει κανείς παρά η κακή διατύπωση του σχολικού βιβλίου. Ας τα δούμε τα πράγματα από την αρχή δηλαδή ας δούμε πως επηρεάζει η ποσότητα ενός στερεού αντιδρώντος την ταχύτητα μιας αντίδρασης.
Ας πάμε στους αγαπημένους μου Ebbing και Gammon ( και συγκεκριμένα στην σελ 552 της έκτης έκδοσης )

«Η ταχύτητα αυξάνεται με αυξανόμενη επιφάνεια» άρα και Ε-G γράφουν το ίδιο με το σχολικό βιβλίο,
όμως
δύο σειρές πιο κάτω συμπληρώνει ( καθώς γενικεύουν μιλώντας τόσο για στερεά αντιδρώντα σώματα όσο και για την δράση στερεών καταλυτών )


«όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ανά μονάδα όγκου , τόσο ταχύτερα γίνεται η αντίδραση»

το οποίο είναι εμφανώς κάτι το διαφορετικό από την αρχική διατύπωση ( που ταυτίζεται με αυτήν του σχολικού βιβλίου )
( το ίδιο κείμενα στα αγγλικά στο πρωτότυπο της 9ης έκδοσης )

Πόσο κοντά είναι η «επιφάνεια ανά μονάδα όγκου» με την «κατάτμηση» που έχουμε πιο γνώριμη ως έννοια ; Εκτιμώ πάρα πολύ κοντά.
Μεγάλη επιφάνεια ανά μονάδα όγκου σημαίνει και μεγάλη κατάτμηση . 

Σε αυτήν την περίπτωση η προσθήκη της νέας ποσότητας του στερεού δεν αλλάζει την ταχύτητα της αντίδρασης εάν δεν αλλάξει η κατάτμηση της προστιθέμενης ποσότητας.

ΥΓ#1 ... σωστή απάντηση η (α)

 ΥΓ#2 ... ίσως φάνηκα περισσότερο αυστηρός με το σχολικό βιβλίο από ότι έπρεπε. Σε πάρα πολλά βιβλίο Χημείας υπάρχει ανάλογη διατύπωση προσπερνώντας την έννοια της επιφάνειας ανά μονάδα όγκου.

Υγ#3… μου το «σφύριξε» ο Γιάννης Καλαμαράς. Εάν σε ένα κουβά με νερό προσθέσουμε ένα δισκίο αναβράζοντος ( ας πούμε Panadol ) αντιδραστηρίου , η ταχύτητα διάλυσης του θα ήταν μεγαλύτερη εάν είχαμε προσθέσει και άλλο ένα ;
Όχι βέβαια … η επιφάνεια θα είχε αυξηθεί αλλά η επιφάνεια ανά μονάδα όγκου θα έμενε ίδια.
Όσοι απαντούν ναι στην αύξηση της ταχύτητας διάλυσης θα πρέπει να προτείνουν και έναν μηχανισμό ειδοποίησης του 1ου δισκίου για την ύπαρξη άλλου ένα !!!

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...