Utjecaj temperature na brzinu kemijske reakcije

1. PROMATRAJMO

Nastajanje novih tvari drukčijega sastava i svojstava od tvari od kojih su nastale posljedica je kemijske reakcije. Mnoge kemijske reakcije koje se zbivaju oko nas i u nama možemo usporiti, zaustaviti ili čak izbjeći.

2. PRISJETIMO SE ŠTO VEĆ ZNAMO O UOČENOJ POJAVI/PROCESU

  • fizikalne i kemijske promjene
  • sudionici kemijske reakcije
  • čimbenici koji utječu na brzinu kemijske reakcije

3. POSTAVIMO ISTRAŽIVAČKO PITANJE

Utječe li promjena temperature na brzinu kemijske reakcije?

4. OBLIKUJMO PRETPOSTAVKU

Povišenjem temperature ubrzava se kemijska reakcija.

5. PLANIRAJMO I PROVEDIMO ISTRAŽIVANJE

Učenici su podijeljeni u skupine. Uz pomoć učitelja dijele se zadatci i uloge učenicima u skupini.

Pribor i materijal: šumeće tablete (vitamin C ili multivitaminska tableta), staklena čaša od 250 mL, plastična posuda s ledom, termometar, štoperica, plamenik, tronožac, mobilni uređaj, plastična vrećica

Mjere opreza: Koristite se zaštitnim rukavicama i naočalama!

Metoda rada:
a) Utjecaj temperature na brzinu otapanja šumeće tablete

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode, odredite sobnu temperaturu termometrom i ubacite šumeću tabletu. Štopericom mjerite vrijeme potrebno za potpuno otapanje šumeće tablete. Reakcija je završena kada se prestanu stvarati mjehurići plina. Postupak ponovite tri puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 1.

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode. Čašu postavite na tronožac s mrežicom te zagrijavajte vodu do temperature od 50 °C. Promjenu temperature pratite pomoću termometra. Kada se voda zagrije na 50 °C, skinite čašu s tronošca. U zagrijanu vodu ubacite šumeću tabletu te mjerite vrijeme potrebno za potpuno otapanje šumeće tablete. Postupak ponovite tri puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 1.

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode i uronite je u plastičnu posudu s ledom. Promjenu temperature pratite pomoću termometra i kada se temperatura spusti na 10 °C, dodajte šumeću tabletu. Štopericom mjerite vrijeme potrebno za otapanje šumeće tablete. Postupak ponovite tri puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 1.

Napomena: Kako bismo bili što sigurniji u rezultate mjerenja, u slučajevima kada postoje nepreciznosti koje se ne mogu izbjeći, mjerenje izvodimo nekoliko puta. Za rezultat mjerenja uzima se srednja vrijednost (ili aritmetička sredina) pojedinačnih rezultata mjerenja.

Računa se:

[latex]t_{sr.}=\left(\frac{t_1+t_2+t_3+\cdots }{broj  mjerenja}\right)[/latex]

 

vrijeme trajanja kem.
reakcije / s  


temperatura vode / °C

1. mjerenje (t1) 2. mjerenje (t2)

 

3. mjerenje (t3)

 

srednja vrijednost (tsr)

voda (sobna
temperatura;

t = ___)

       
voda (t = 50 °C)        
voda (t = 10 °C)        

b) Mjerenje intenziteta zvuka u dB tijekom kemijske reakcije

Na mobilni uređaj instalirajte besplatnu aplikaciju Science Journal (mrežno mjesto 1; pristupljeno: 1. 2. 2019.) i pritom pratite upute kako instalirati aplikaciju i koristiti se njome.

Napomena: Mjerenje intenziteta zvuka treba izvoditi u tišini.

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode i ubacite šumeću tabletu. Na rub čaše postavite mobilni uređaj prethodno stavljen u plastičnu vrećicu da ga se zaštiti od vode (slika 1). Tableta otapanjem razvija plin ugljikov(IV) oksid. Uključite mjerenje intenziteta zvuka na aplikaciji. Kada se prestanu razvijati mjehurići plina, zabilježite prosječnu vrijednost intenziteta zvuka. Postupak ponovite tri puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 2.

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode, stavite na tronožac s mrežicom te zagrijavajte do temperature od 50 °C. Promjenu temperature pratite pomoću termometra. Kad se voda zagrije na 50 °C, skinite čašu s tronošca i u zagrijanu vodu ubacite šumeću tabletu. Mobilni uređaj postavite na prije opisan način i uključite mjerenje intenziteta zvuka. Kada se prestanu razvijati mjehurići plina, zabilježite prosječnu vrijednost intenziteta zvuka. Ponovite mjerenje tri puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 2.

U staklenu čašu od 250 mL ulijte 100 mL vode i uronite je u plastičnu posudu s ledom. Promjenu temperature pratite pomoću termometra i kada se temperatura spusti na 10 °C, ubacite šumeću tabletu. Postavite mobilni uređaj na opisan način i uključite mjerenje intenziteta zvuka. Kada se prestanu razvijati mjehurići plina, zabilježite prosječnu vrijednost intenziteta zvuka. Ponovite mjerenje 3 puta. Dobivene rezultate unesite u tablicu 2.

intenzitet
zvuka / dB


temperatura vode / °C

1. mjerenje 2. mjerenje

 

3. mjerenje

 

srednja vrijednost intenziteta 

voda (sobna 
temperatura;

t = ___)

       
voda (t = 50 °C)        
voda (t = 10 °C)        

6. ANALIZIRAJMO REZULTATE I DONESIMO ZAKLJUČKE

Analizirajte dobivene rezultate i zaključite utječe li promjena temperature na brzinu kemijske reakcije.

7. NAŠA JE PRETPOSTAVKA POTVRĐENA / NAŠA JE PRETPOSTAVKA OPOVRGNUTA

Ako je vaša pretpostavka opovrgnuta, razmislite i pokušajte s novom pretpostavkom.

8. NAPRAVIMO IZVJEŠTAJ

Rezultate svojega rada prikažite prezentacijom ili plakatom izrađenim u PowerPointu, Preziju ili Canvi.

DODATAK ISTRAŽIVAČKOM RADU:

1. Korelacija: biologija, informatika, fizika, matematika
2. Međupredmetne teme: IKT, Zdravlje
3. Prijedlozi za rad s učenicima s posebnim potrebama:

  • učenici s teškoćama u učenju mogu skicirati aparaturu i snimati provedbu pokusa
  • daroviti učenici mogu potražiti odgovor na pitanja: Na kojoj se temperaturi gubi učinak šumeće tablete vitamina C? Istražite energetske promjene koje prate proces otapanja šumeće tablete.

PITANJA ZA RASPRAVU:

  1. Tijekom pokusa oslobađa se ugljikov(IV) oksid. Navedite kemijska i fizikalna svojstva ugljikova(IV) oksida.
  2. Koji još čimbenici, osim temperature, djeluju na brzinu kemijske reakcije?
  3. Razmislite što bi se dogodilo kada biste usitnili šumeću tabletu i takav uzorak ubacili u vodu. Kako bi to djelovalo na brzinu kemijske reakcije? Obrazložite svoj odgovor.
  4. Je li usitnjavanje šumeće tablete fizikalna ili kemijska promjena? Obrazložite svoj odgovor.
  5. Na primjeru kemijske promjene iz svakodnevnoga života objasnite što su inhibitori i zašto je njihova prisutnost nužna.
  6. Pomoću naljepnice na ambalaži istražite kemijski sastav multivitaminske tablete.
    Na mrežnim stranicama istražite kakve posljedice za ljudsko zdravlje ima manjak i /ili nedostatak vitamina C.