Superficie di contatto e velocità di reazione

La superficie di contatto è uno dei fattori che può influire sulla velocità di una reazione. Questo è osservabile solo a condizione che i reagenti siano presenti in più fasi (solido-liquido) in modo da poter considerare un'area di contatto tra reagenti.

Ad uguale volume di reagente solido corrispondono differenti velocità di reazione in relazione all'area di superficie che entra in contatto col secondo reagente: un esempio comune può essere un cubetto di carbone che, preso interamente brucia lentamente, mentre se ridotto in polvere darà luogo ad una combustione talmente veloce da risultare esplosiva.

Il numero di particelle di reagenti che entrano in contatto sarà maggiore, maggiore è la superficie esposta; ne consegue che maggiore è la superficie di contatto e maggiore sarà la velocità di reazione.

Durata: 45'

Scopo:

Misurare la differenza di velocità di reazione tra reagenti a volume fisso ma con differente superficie di contatto.

Teoria:

CaCO₃ + HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

La reazione tra il carbonato di calcio e l'acido cloridrico è una reazione spontanea utilizzata anche come saggio per verificare la presenza di carbonati. Unendo i due reagenti si ottiene una reazione visibile fino a completo avvenimento grazie alla liberazione di CO2, la formazione quindi di bolle di gas. Usando lo stesso volume di CaCO3 ma in differenti formati si può notare come ll'aumentare della superficie di contatto aumenti anche la velocità di reazione. Questo perchè un cubetto intero di CaCO3 ha una minore area esposta rispetto allo stesso cubetto ridotto in polvere con cui l'acido cloridrico potrà entrare in contatto.

Materiale:

• Acido cloridrico 6 M
• Carbonato di calcio in polvere
• Carbonato di calcio in pezzi

Strumenti:

• becher
• cilindro graduato
• bilancia
• vetrino d'orologio
• cronometro

Procedimento:

1. Pesare 0,6 g di carbonato di calcio in polvere usando il vetrino d'orologio e depositarlo sul fondo di un becher
2. Misurare col cilindro graduato 10 ml di acido cloridrico 6 M
3. Versare l'acido cloridrico nel becher con il carbonato di calcio e far partire il cronometro
4. Spegnere il cronometro ad avvenuta reazione, ovvero quando non sarà più visibile liberazione di gas, ed annotare il tempo impiegato
5. Pesare 0,6 g di carbonato di calcio in pezzi
6. Misurare col cilindro graduato 10 ml di acido cloridrico 6 M
7. Versare l'acido cloridrico nel becher con il carbonato di calcio in pezzi ed azionare il cronometro
8. Spegnere il cronometro ad avvenuta reazione, ovvero quando non sarà più visibile liberazione di gas, ed annotare il tempo impiegato

Risultato:

La reazione tra l'acido cloridrico ed il carbonato di calcio in polvere sarà molto veloce, impiegherà circa 10'', perchè la superficie esposta al contatto con l'acido sarà molto grande considerando l'area di ogni granello della polvere. La reazione con il carbonato di calcio in pezzi invece avrà una superficie di contatto molto inferiore, ovvero solo la superficie visibile del nostro cubetto, quindi la reazione risulterà molto più lenta, circa 4'50''.