Химия
8 класс
Вопрос
Растворение образца цинка в соляной кислоте при $20^{ \circ } С$ заканчивается через 27 минут, а при $40^{ \circ } С$ такой же образец металла растворяется за 3 минуты. За какое время данный образец цинка растворится при $55^{ \circ } С$?
Ответ
Растворение цинка в соляной кислоте описывается уравнением:
$Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2} \uparrow$.
Поскольку во всех трех случаях растворяется одинаковое количество образца, то можно считать что средняя скорость реакции обратно пропорциональна времени реакции. Следовательно при нагревании от $20^{ \circ } С$ до $40^{ \circ } С$ скорость реакции увеличивается в $\frac{27}{3} = 9$ раз. Это означает, что коэффициент в уравнении Вант-Гоффа
$\frac{ \nu_{1}}{ \nu_{2} } = \gamma^{ \frac{t_{2} - t_{1} }{10} }$,
который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции и при увеличении температуры на $10^{ \circ } С$, равен 3. Значит при нагревании до $55^{ \circ } С$ скорость реакции увеличивается в $3^{ \frac{55-40}{10}} = 5,2$, а время реакции составит $\frac{3}{5,2} = 0,577$ мин, или 34,6 с.