Cara mengira kadar tindak balas daripada graf

Membaca kadar daripada graf ialah kemahiran yang pasti keluar dalam soalan kadar tindak balas, dan ia markah mudah sebaik anda tahu kecerunan mana untuk diambil. Seluruh topik ini bersandar pada satu idea: kadar ialah betapa cepat kuantiti yang diukur berubah dengan masa, dan pada graf itu bermakna satu kecerunan. Panduan ini menerangkan kadar purata, kadar serta-merta, dan bentuk graf, dengan nombor bekerja yang boleh anda ikut.

Apa yang ditunjukkan graf

Kebanyakan graf kadar memplot kuantiti yang boleh diukur pada paksi-y berbanding masa pada paksi-x. Kuantiti itu biasanya salah satu daripada: isi padu gas dihasilkan (cm³), jisim hilang apabila gas terlepas (g), atau kepekatan hasil atau bahan tindak balas (mol dm⁻³). Masa berada pada paksi-x dalam saat atau minit. Lengkung hasil menaik dan mendatar; lengkung bahan tindak balas menurun dan mendatar. Apa pun, kecuraman lengkung memberitahu anda kadar pada saat itu.

Kadar purata, kecerunan seluruh tindak balas

Kadar purata menggunakan jumlah perubahan sepanjang jumlah masa:

kadar purata = jumlah perubahan kuantiti ÷ jumlah masa diambil

Pada graf ini ialah kecerunan garis lurus yang dilukis dari titik mula ke titik di mana tindak balas berhenti (di mana lengkung menjadi mendatar). Anda tidak perlukan tangen untuk kadar purata, cukup baca amaun akhir dan masa yang diambil.

Contoh penyelesaian 1. Dalam tindak balas antara ketulan marmar dengan asid, 48 cm³ karbon dioksida dikumpulkan dan lengkung mendatar pada saat ke-40.

kadar purata = 48 cm³ ÷ 40 s = 1.2 cm³ s⁻¹

Itu kadar purata sepanjang seluruh tindak balas. Jika soalan meminta kadar purata dalam 20 saat pertama sahaja, baca isi padu pada 20 s daripada graf, katakan 36 cm³, dan bahagikan dengan 20: 36 ÷ 20 = 1.8 cm³ s⁻¹. Perhatikan purata awal lebih tinggi, sepadan dengan lengkung yang lebih curam pada permulaan. Anda boleh melihat kaedah tepat ini dalam pengiraan kadar purata tindak balas.

Kadar serta-merta, kecerunan tangen

Kadar serta-merta ialah kadar pada satu saat tertentu, dan anda mencarinya dengan melukis tangen kepada lengkung pada titik itu dan mengambil kecerunan tangen:

kadar serta-merta = perubahan y (tangen) ÷ perubahan x (tangen)

Contoh penyelesaian 2. Untuk mencari kadar tepat pada saat ke-10, letakkan pembaris supaya ia hanya menyentuh lengkung pada t = 10 s tanpa memotongnya, dan lukis tangen lurus yang panjang. Pilih dua titik jelas pada tangen itu, katakan tangen melalui (4 s, 20 cm³) dan (16 s, 56 cm³). Maka:

kadar serta-merta pada 10 s = (56 − 20) ÷ (16 − 4) = 36 ÷ 12 = 3.0 cm³ s⁻¹

Dua petua praktikal yang menyelamatkan markah: lukis tangen panjang, kerana garis panjang menjadikan bacaan kecerunan lebih tepat, dan pilih dua titik yang berada pada persilangan grid yang jelas supaya penolakan anda kemas.

Mengapa lengkung mendatar

Pemeriksa suka memasangkan pengiraan dengan penerangan, jadi ketahui ini: lengkung paling curam pada awal sekali, di mana kepekatan bahan tindak balas paling tinggi, jadi perlanggaran antara zarah bahan tindak balas paling kerap dan kadar paling tinggi. Apabila tindak balas berjalan, bahan tindak balas digunakan, kepekatan menurun, perlanggaran menjadi kurang kerap, dan kadar menurun, lengkung menjadi kurang curam. Apabila bahan tindak balas habis digunakan sepenuhnya, tiada lagi hasil terbentuk, jadi lengkung menjadi mendatar dan kadar ialah sifar. Kebolehan menyatakan ini dalam bahasa teori perlanggaran menukar soalan memplot kepada markah penuh.

Menetapkan unit yang betul

Unit datang terus daripada paksi: bahagikan unit paksi-y dengan unit paksi-x. Isi padu gas berbanding saat memberi cm³ s⁻¹; jisim berbanding saat memberi g s⁻¹; kepekatan berbanding saat memberi mol dm⁻³ s⁻¹. Sentiasa tulis unit, nombor tanpa unit boleh kehilangan markah akhir. Dan kekalkan angka bererti yang munasabah: padankan kejituan yang boleh anda baca daripada graf secara realistik, biasanya dua angka bererti.

Senarai semak pantas untuk peperiksaan

Sebelum anda menulis jawapan akhir, semak ini: Adakah saya baca nilai yang betul daripada graf? Adakah ia kadar purata (seluruh garis ke titik tamat) atau kadar serta-merta (tangen pada satu titik)? Adakah saya lukis tangen panjang dan guna dua titik jelas? Adakah saya sertakan unit? Empat semakan ini menangkap hampir setiap kesilapan yang boleh dielakkan.

Graf kadar menghargai latihan dengan lengkung sebenar lebih daripada membacanya, jadi kerjakan beberapa daripada kertas lepas dan eksperimen kadar natrium tiosulfat dan asid, di mana data “silang hilang” memberi anda lengkung kemas untuk dianalisis. Jika melukis tangen dengan tepat ialah tempat anda kehilangan markah, ia kemahiran tangan sama seperti kemahiran kimia, seorang guru yang memerhati anda melukisnya secara langsung boleh membetulkannya dalam beberapa minit; kelas dalam talian satu-ke-satu kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam dengan sesi percubaan satu jam berbayar. Sebaik idea kecerunan itu jelas, ini menjadi antara markah paling boleh dipercayai dalam seluruh kertas.