Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи проанализируем уравнение химической реакции между алюминием и раствором гидроксида калия:
2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Это гетерогенная реакция, так как алюминий — твердое вещество (т), а раствор гидроксида калия — жидкая фаза (р-р). Скорость такой реакции зависит от природы реагентов, температуры, концентрации растворенных веществ и площади поверхности соприкосновения фаз.

Разберем предложенные факторы:

1. Увеличение концентрации раствора щёлочи. Гидроксид калия (KOH) является реагентом. Согласно закону действующих масс, увеличение концентрации реагирующего вещества в растворе приводит к увеличению числа столкновений частиц в единицу времени, что ускоряет химическую реакцию. Этот фактор подходит.
2. Добавление индикатора. Индикаторы (например, фенолфталеин) добавляются в очень малых количествах для определения среды раствора. Они не участвуют в данной химической реакции и не влияют на её скорость.
3. Добавление воды. Добавление воды к раствору щёлочи приводит к его разбавлению. Концентрация гидроксид-ионов уменьшается, что замедляет скорость взаимодействия с алюминием.
4. Измельчение алюминия. Алюминий — твердое вещество. Реакция протекает на его поверхности. При измельчении (превращении гранул в порошок) площадь поверхности соприкосновения реагентов резко возрастает. Чем больше поверхность соприкосновения, тем выше скорость гетерогенной реакции. Этот фактор подходит.
5. Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса, при понижении температуры скорость практически всех химических реакций уменьшается, так как снижается кинетическая энергия молекул и число активных столкновений.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 1 и 4.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ