Xét phản ứng của kẽm (Zn) với axit sulfuric (H2SO4):
Zn(r) + H2SO4(dd) → ZnSO4(dd) + H2(k)
Tốc độ phản ứng này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Khi Cho 5 Gam Kẽm Viên Vào Cốc đựng 50ml dung dịch H2SO4 4M, chúng ta có thể xem xét các tác động sau đây và ảnh hưởng của chúng đến tốc độ phản ứng:
(a) Thay 5 gam kẽm viên bằng 5 gam kẽm bột:
Kẽm bột có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn nhiều so với kẽm viên. Do đó, khi thay kẽm viên bằng kẽm bột, tốc độ phản ứng sẽ tăng lên đáng kể. Diện tích tiếp xúc là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, đặc biệt là trong các phản ứng dị thể (phản ứng xảy ra giữa các chất ở các pha khác nhau).
Alt text: So sánh kẽm viên và kẽm bột, minh họa sự khác biệt về diện tích bề mặt ảnh hưởng tốc độ phản ứng với axit sunfuric
(b) Thêm 50 ml dung dịch H2SO4 4M nữa:
Việc thêm 50 ml dung dịch H2SO4 4M làm tăng thể tích dung dịch, nhưng nồng độ axit vẫn giữ nguyên ở 4M. Do đó, số mol H2SO4 tăng lên, tạo điều kiện cho nhiều phân tử Zn phản ứng hơn. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên do sự gia tăng nồng độ các chất phản ứng.
(c) Thay 50 ml dung dịch H2SO4 4M bằng 100ml dung dịch H2SO4 2M:
Trong trường hợp này, tổng số mol H2SO4 không đổi (50ml 4M = 100ml 2M = 0.2 mol), nhưng nồng độ giảm đi. Do nồng độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng, việc giảm nồng độ H2SO4 sẽ làm giảm tốc độ phản ứng.
(d) Đun nóng dung dịch:
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Khi đun nóng dung dịch, các phân tử chuyển động nhanh hơn, va chạm thường xuyên hơn và mạnh hơn, dẫn đến tăng tốc độ phản ứng. Theo quy tắc Van’t Hoff, khi tăng nhiệt độ lên 10°C, tốc độ phản ứng có thể tăng lên từ 2 đến 4 lần.
Alt text: Minh họa tác động của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng hóa học, thể hiện sự tăng động năng của các phân tử axit khi đun nóng dung dịch
Kết luận:
Trong các trường hợp trên, chỉ có trường hợp (c) làm tốc độ phản ứng giảm đi so với ban đầu, còn lại (a), (b) và (d) đều làm tăng tốc độ phản ứng khi cho 5 gam kẽm viên vào cốc đựng 50ml dung dịch H2SO4 4M. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp chúng ta điều chỉnh và kiểm soát tốc độ của các phản ứng hóa học trong thực tế.
