Chỉ dành cho Hóa học: Ion biến đổi, màu sắc và xúc tác
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | chất xúc tác |
| variable charge/ˈveərɪəbl tʃɑːdʒ/ | điện tích biến đổi |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Sắt tạo ra ion Fe²⁺ và Fe³⁺ trong các hợp chất khác nhau. Do đó, điện tích phải được chỉ định; chỉ biết một chất chứa sắt thì không thể xác định được công thức hoàn chỉnh của nó.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Nhiều kim loại chuyển tiếp tạo ra ion với các điện tích khác nhau, hợp chất có màu và là xúc tác hữu ích. Sắt(II) và sắt(III) thể hiện điện tích biến đổi. Hợp chất aqueous đồng(II) thường có màu xanh dương; dung dịch sắt(II) thường có màu xanh nhạt và dung dịch sắt(III) màu vàng/nâu. Hợp chất crôm(III) có thể có màu xanh lá, manganat(VII) có màu tím, hợp chất coban(II) ngậm nước có thể có màu hồng và dung dịch niken(II) thường có màu xanh lá. Màu sắc phụ thuộc vào hợp chất cụ thể, độ ngậm nước và điều kiện.
- xúc tác: Chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua đường đi có năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu hao tổng thể; điện tích biến đổi: Khả năng của một nguyên tố tạo ra các ion với các điện tích khác nhau trong các hợp chất khác nhau.
Tại sao điện tích của sắt phải được chỉ định khi lập công thức hợp chất clorua?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sắt tạo cả Fe2+ và Fe3+, và mỗi loại cần một số lượng ion Cl- khác nhau để cân bằng điện tích - FeCl2 so với FeCl3. Không có điện tích, công thức không thể được viết.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị tiêu hao tổng thể. Sắt xúc tác quá trình Haber; niken được dùng trong phản ứng hydro hóa; mangan dioxide xúc tác sự phân hủy của hydro peroxide. Xúc tác thay đổi đường đi và tốc độ, không thay đổi tổng số nguyên tử cân bằng của phản ứng. Các điện tích biến đổi đòi hỏi điện tích âm phù hợp: FeCl₂ chứa Fe²⁺ và FeCl₃ chứa Fe³⁺ với Cl⁻ trong mỗi trường hợp.
- Sử dụng ảnh chụp hợp chất có nhãn, quan sát dung dịch đã chuẩn bị và điện tích ion đã cho. So sánh phản ứng xúc tác được giáo viên giám sát thực tế với nhóm đối chứng không xúc tác, duy trì nhiệt độ, nồng độ và thể tích. Các hợp chất cobalt/niken và chất oxy hóa mạnh yêu cầu xử lý và thải bỏ theo quy định; tài liệu tham khảo là phù hợp khi chúng không được sử dụng trong thí nghiệm trường học. Không xác định hợp chất chưa biết chỉ dựa vào màu sắc.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: một hợp chất chứa Fe³⁺ và O²⁻. Hai Fe³⁺ cung cấp tổng cộng +6 và ba O²⁻ cung cấp −6, tạo thành Fe₂O₃ trung hòa. Với Fe²⁺, một ion sắt và một ion oxide cân bằng nhau thành FeO. Các mức oxi hóa khác nhau của sắt tạo ra các tỉ lệ khác nhau; không suy diễn công thức chỉ từ màu nâu hoặc đen.
Bao nhiêu ion Cl⁻ cân bằng điện tích của hai Fe³⁺? Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối liên hệ → thay thế → đơn vị và giải thích.
Bao nhiêu ion Cl⁻ cân bằng điện tích của hai ion Fe³⁺?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 6 ion. Đã biết: hai ion Fe3+ mang tổng điện tích +6. Mỗi ion Cl- mang -1, nên cần 6 ion clorua để cân bằng. Đây chính là lập luận dẫn đến công thức FeCl3.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- "Nhiều" không có nghĩa là mọi hợp chất chuyển tiếp đều có màu hay mọi kim loại đều có mọi mức oxi hóa. Xúc tác có thể tham gia vào các bước trung gian nhưng được tái sinh về tổng thể. Sự hiện diện của nó không làm tăng lượng sản phẩm lý thuyết từ một chất giới hạn cố định hay chứng minh thành phần cân bằng đã thay đổi.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Xúc tác bị tiêu thụ vĩnh viễn trong phản ứng tổng thể. Khẳng định này sai: Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng và về mặt hóa học không thay đổi sau khi phản ứng kết thúc - nó có thể tham gia vào các bước trung gian nhưng được tái sinh lại toàn bộ. Chất bị tiêu thụ là chất tham gia, không phải xúc tác.
Chuyên sâu Hóa học: ion biến đổi, màu sắc và xúc tác: Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị tiêu thụ về tổng thể. Sắt xúc tác quá trình Haber; niken dùng trong phản ứng hydro hóa; mangan dioxide xúc tác phân hủy hydro peroxide. Xúc tác thay đổi đường đi và tốc độ, không thay đổi tổng số nguyên tử cân bằng của phương trình phản ứng. Điện tích biến đổi đòi hỏi cân bằng với điện tích ion âm: FeCl₂ chứa Fe²⁺ và FeCl₃ chứa Fe³⁺ với Cl⁻ trong mỗi trường hợp.
Xúc tác bị tiêu thụ vĩnh viễn trong phản ứng tổng thể.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng và không thay đổi về mặt hóa học ở cuối quá trình - nó có thể tham gia vào các bước trung gian nhưng được tái sinh trên tổng thể. Chất bị tiêu thụ là chất tham gia phản ứng, chứ không phải xúc tác.
Một chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua con đường năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu hao về mặt tổng thể: viết thuật ngữ chuyên môn.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
xúc tác nghĩa là một chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua con đường năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu hao về mặt tổng thể.