Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của nồng độ sodium thiosulfate (Na₂S₂O₃) đến tốc độ phản ứng với hydrochloric acid (HCl) trong dung dịch. Phương trình hóa học tổng quát của phản ứng như sau:
Na₂S₂O₃ (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + H₂O (l) + SO₂ (g) + S (s)
Phản ứng tạo ra lưu huỳnh (sulfur, S) làm cho dung dịch trở nên đục dần. Các học sinh theo dõi thời gian phản ứng bằng cách quan sát dấu “+” dưới đáy ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng; khi dấu “+” trên tờ giấy không còn nhìn thấy rõ, phản ứng được coi là kết thúc. Nhóm tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
Bước 1: Chuẩn bị ống nghiệm sạch, có vạch sẵn dấu “+” dưới đáy, đặt trong một bình điều nhiệt để ổn định nhiệt độ phản ứng.
Bước 2: Lấy V₁ (mL) nước cất và V₂ (mL) dung dịch Na₂S₂O₃ 0,1 M cho vào ống nghiệm.
Bước 3: Cho 1,0 mL dung dịch HCl 1,0 M vào hỗn hợp, đồng thời bấm giờ.
Bước 4: Quan sát dung dịch từ trên xuống, dừng đồng hồ khi dấu “+” biến mất hoàn toàn, và ghi lại thời gian t (s).
Sau đó, đổ hỗn hợp vào bình chứa chất thải, rửa sạch ống nghiệm và lặp lại các bước với các giá trị V₁ và V₂ khác nhau. Lưu ý: Giữ cố định vị trí và góc nhìn trong các lần đo.Kết quả thí nghiệm được ghi lại ở bảng sau:
Lần đo
V₁ (mL)
V₂ (mL)
t (s)
1
6,0
4,0
80
2
5,0
5,0
60
3
4,0
6,0
51
4
3,0
7,0
45
5
2,0
8,0
40
Cho các phát biểu sau:
a) Giả thiết phù hợp với thí nghiệm trên là”Ở một nhiệt độ xác định và nồng độ không đổi, khi nồng độ Na₂S₂O₃ tăng thì tốc độ phản ứng tăng”.
b) Nồng độ ban đầu của Na₂S₂O₃ trong lần đo thứ năm cao hơn nồng độ ban đầu của Na₂S₂O₃ trong lần đo thứ nhất.
c) Theo kết quả thu được, tốc độ phân hủy trung bình Na₂S₂O₃ trong lần đo thứ nhất là 1,25.10^-3 (M/s)
d) Việc giữ vị trí và góc nhìn cố định trong các lần đo giúp kết quả được chính xác hơn.