Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение реакции между железом и раствором серной кислоты:
Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

Это гетерогенная реакция, так как реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: железо — твердое вещество (тв.), серная кислота — в растворе (р-р). Скорость такой реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации жидкого реагента, температуры и площади поверхности соприкосновения фаз.

Разберем предложенные варианты воздействия:

1. Повышение давления в системе. Давление влияет на скорость реакций, в которых участвуют газообразные исходные вещества. В данной реакции исходные вещества — твердое железо и раствор кислоты. Газов среди реагентов нет, поэтому изменение давления практически не влияет на скорость этой реакции.
2. Увеличение концентрации кислоты. Серная кислота является исходным веществом. Согласно закону действующих масс, увеличение концентрации реагирующего вещества в растворе приводит к увеличению числа столкновений частиц и, следовательно, к росту скорости химической реакции. Этот вариант подходит.
3. Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию. Нам же по условию нужно найти способы увеличения скорости.
4. Увеличение степени измельчения железа. Железо — твердое вещество. Реакция идет на поверхности металла. При измельчении твердого вещества увеличивается площадь поверхности соприкосновения реагентов, что приводит к значительному ускорению гетерогенной реакции. Этот вариант подходит.
5. Понижение температуры. При понижении температуры кинетическая энергия частиц уменьшается, они сталкиваются реже и с меньшей силой, что всегда приводит к замедлению химической реакции.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 2 и 4.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ