VRAAG 5 (Begin op 'n nuwe bladsy.) Twee eksperimente, I en II, word uitgevoer om een van die faktore te ondersoek wat die tempo van die reaksie van aluminiumkarbonaat, $\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3$, met OORMAT soutsoer, $\text{HCl}$, beïnvloed - NSC Physical Sciences - Question 5 - 2021 - Paper 2

Om die reaksietempo te bepaal, moet die volgende metings gedoen word:

1. Die begin- en eindkonsentrasie van die reaktante ($\text{HCl}$ en $\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3$) moet gemeet word.
2. Die hoeveelheid $\text{CO}_2$ gas wat tydens die reaksie vervaardig word, moet ook gemeet word, wat kan gebeur deur die volume van die gas te versamel in 'n gasbuis.

Volgens die botsingsteorie, hoe meer frekwente en voldoende botsings daar tussen die molekules is, hoe vinniger kan die reaksie plaasvind. In Eksperiment II is die konsentrasie van $\text{HCl}$ hoër (2 mol.dm$^{-3}$ teenoor 1,5 mol.dm$^{-3}$ in Eksperiment I), wat lei tot 'n hoër aantal HCl-deeltjies. Dit verhoog die kans op botsings met die $\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3$-deeltjies, wat 'n vinniger reaksietempo in Eksperiment II veroorsaak.

Die gemiddelde reaksietempo kan bereken word deur die verandering in konsentrasie ($\Delta n$) oor 'n tydperk ($\Delta t$) te neem:

$\text{Gemiddelde reaksietempo} = \frac{\Delta n}{\Delta t}$

Hier is $\\Delta n = 4,4 \times 10^{-3}$ mol en $\\Delta t = 2,5$ min, dus:

$\text{Gemiddelde reaksietempo} = \frac{4,4 \times 10^{-3} \text{ mol}}{2,5 \text{ min}} = 1,76 \times 10^{-3} \text{ mol.min}^{-1}$

In Eksperiment I, kan die aantal mol $\text{CO}_2$ wat geproduseer word bereken word deur die mol-verhouding uit die gebalanseerde vergelyking te gebruik:

$\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{CO}_2$

Hieruit kan ons sien dat 1 mol $\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3$ 3 mol $\text{CO}_2$ oplewer. Aangesien daar 0,016 mol $\text{Al}_2(\text{CO}_3)_3$ is,

$n(\text{CO}_2) = 0,016 \text{ mol} \times 3 = 0,048 \text{ mol}$

Dus, die aantal mol $\text{CO}_2$ wat geproduseer word, is 0,048 mol.