45屆 『運動學直搗化學速率』 

研究動機：
製備二氧化碳是國中基本實驗，其中為方便觀察，多使用排水集氣法收集氣體。我注意到反應在一開始好快，但最後總是變慢許多……是什麼因素影響了反應速率呢？課本上提到催化劑、表面積、濃度與溫度都會影響！
課本說反應速度與濃度等因素有關，又總是「定性」地總結反應速率，因此在比較各實驗材料後，選擇粉筆與鹽酸，以國中理化課本常見的製CO2實驗為起點，利用天平與pH計追蹤過程，鎖定在[H＋]這個變項，企圖以「定量」方式展開粉筆與鹽酸反應之「長時間」觀察研究，希望藉由更細膩的角度來觀察這個簡單的實驗，一窺其動態反應的世界！ 
 

研究目的：
一、在酸對碳酸根反應中，以電子天平追蹤反應過程中總質量的減少。
二、探討CO₂生成速率、[H^＋]濃度變化與時間的對應關係。
三、利用運動學概念分析CO₂生成速率RCO₂的快慢與[H⁺]的關係。
四、以數學中對數的觀念及作圖法，求出RH⁺ = K[H^＋]ⁿ關係式的K、n值。
五、比較不同分析法的差異處。 
 

研究過程與方法：
一、實驗方法：
1.將9g的粉筆分成兩段，兩端用亮光漆封起後放入250ml的1M HCl中。
2.仔細觀察紀錄反應狀況，並將每5秒紀錄一次總質量與pH值的的變化。
3.將數據輸入電腦，做出總質量與時間的關係圖
4.再利用excel進行計算及分析，將實驗數據轉成反應速率對時間的關係圖。
二、實驗操作模式
（一）定性觀察：紀錄實驗數據同時觀察紀錄是否有任何特殊現象。
（二）定量測量：
1.利用電子天秤利用天平由CO₂逸散造成的重量損失，紀錄反應過程中CO₂的生成量，取代傳統體積的測量不便。
2.用pH計追蹤反應過程中[H^＋]變化。 

45屆 高雄市科展 國中組 化學科 第一名 
45屆 全國科展 國中組 化學科 第三名
學生：國昌國中 曾理

∣2007年01月16日 (Tue) 23:58:44