Cara mentafsir graf kadar tindak balas

Kadar tindak balas ialah topik yang penuh graf, dan soalannya sangat boleh diramal sebaik anda tahu apa yang lengkung itu memberitahu anda. Pemeriksa biasanya menguji tiga perkara: boleh anda membaca kecerunan, boleh anda menerangkan bentuk menggunakan teori perlanggaran, dan boleh anda membandingkan dua lengkung. Panduan ini menelusuri ketiga-tiganya, menggunakan silibus kadar tindak balas supaya anda boleh menukarkannya menjadi markah mudah.

Apa yang biasanya pada paksi

Kebanyakan graf kadar SPM memplot kuantiti hasil melawan masa, lazimnya isi padu gas terkumpul (cm³) pada paksi-y dan masa (s) pada paksi-x. Kadangkala ia jisim kelalang (menurun apabila gas terlepas) atau isi padu gas daripada ketulan marmar dan asid. Apa pun kuantitinya, bentuknya sama: lengkung yang curam pada awalnya, beransur mendatar, dan akhirnya menjadi mendatar rata.

Kecerunan ialah kadar

Idea paling penting: kecerunan (kecuraman) lengkung pada mana-mana titik ialah kadar tindak balas pada saat itu. Bahagian curam bermaksud tindak balas laju; bahagian landai bermaksud lambat; bahagian rata bermaksud tindak balas telah berhenti.

Itulah sebab lengkung paling curam pada awal sekali. Pada permulaan, kepekatan bahan tindak balas paling tinggi, jadi zarah berlanggar paling kerap dan berjaya, dan tindak balas paling laju. Apabila bahan tindak balas digunakan, perlanggaran menjadi kurang kerap, kecerunan menurun, dan tindak balas melambat. Apabila satu bahan tindak balas habis digunakan, tiada lagi hasil terbentuk dan lengkung mendatar (menjadi rata).

Kadar purata lawan kadar serta-merta

Dua kadar berbeza keluar daripada graf yang sama, jadi asingkannya.

• Kadar purata dalam suatu tempoh = jumlah perubahan kuantiti dibahagi jumlah masa. Jika 48 cm³ gas terkumpul dalam 40 s, kadar purata dalam 40 s itu ialah 48 ÷ 40 = 1.2 cm³ s⁻¹. Inilah kaedah pada halaman kadar purata tindak balas kami.
• Kadar serta-merta pada satu saat = kecerunan tangen yang dilukis pada lengkung di titik itu. Lukis tangen, pilih dua titik jelas padanya, dan kira (perubahan y) ÷ (perubahan x). Kaedah penuh dengan contoh ada pada kadar daripada graf.

Arahan peperiksaan lazim ialah “cari kadar pada saat ke-20”, itu bermaksud lukis tangen pada t = 20 s dan cari kecerunannya, bukan membahagi jumlah dengan 20.

Contoh penyelesaian: membaca satu lengkung

Andaikan ketulan marmar bertindak balas dengan asid hidroklorik cair, membebaskan karbon dioksida, dan anda mengumpul gas. Lengkung naik dengan curam, kemudian membengkok dan mendatar pada 60 cm³ selepas kira-kira 50 s.

• Kadar purata bagi seluruh tindak balas: 60 cm³ ÷ 50 s = 1.2 cm³ s⁻¹.
• Di mana tindak balas paling laju? Pada awal, tempat kecerunan paling curam.
• Mengapa ia melambat? Kepekatan asid menurun apabila ia digunakan, jadi perlanggaran antara zarah asid dan marmar kurang kerap.
• Mengapa ia mendatar pada 60 cm³? Satu bahan tindak balas (di sini bahan tindak balas penghad) habis digunakan sepenuhnya, jadi tiada lagi CO₂ dihasilkan.

Membandingkan dua lengkung

Di sinilah markah diperoleh atau hilang. Apabila dua lengkung dilukis pada paksi yang sama, katakan kepekatan lebih tinggi lawan lebih rendah, daripada kesan kepekatan pada kadar, baca begini:

• Lengkung dengan kecerunan awal lebih curam ada tindak balas lebih laju. Kepekatan lebih tinggi, suhu lebih tinggi, saiz zarah lebih kecil, atau mangkin semuanya menjadikan lengkung lebih curam pada awal.
• Lengkung yang mencapai mendatarnya lebih awal selesai lebih cepat.
• Jika kedua-dua lengkung mendatar pada ketinggian sama, jumlah hasil sama terbentuk, bermakna jumlah bahan tindak balas penghad sama digunakan pada kedua-duanya.
• Jika satu lengkung mendatar lebih tinggi, lebih banyak hasil terbentuk, jadi ada lebih banyak bahan tindak balas dalam eksperimen itu.

Jadi eksperimen lebih laju dengan kuantiti sama memberi lengkung lebih curam yang mendatar pada ketinggian sama, cuma lebih awal. Kuantiti lebih besar memberi mendatar lebih tinggi.

Menerangkan bentuk dengan teori perlanggaran

Bila-bila soalan meminta anda menerangkan lengkung, gunakan teori perlanggaran dengan perkataan ini: tindak balas berlaku apabila zarah berlanggar dengan tenaga sama atau lebih daripada tenaga pengaktifan. Apa-apa yang menjadikan perlanggaran berkesan lebih kerap mempercepat tindak balas, kepekatan atau tekanan lebih tinggi memampatkan zarah lebih rapat, suhu lebih tinggi menjadikannya bergerak lebih laju dan memberi lebih banyak daripadanya tenaga cukup, saiz zarah lebih kecil memberi lebih luas permukaan, dan mangkin menyediakan laluan alternatif dengan tenaga pengaktifan lebih rendah. Kaitkan penerangan graf anda dengan salah satu daripada ini dan anda akan kena titik pemarkahan.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

• Mengelirukan kadar purata dan serta-merta. “Pada saat ke-30” bermaksud tangen, bukan pembahagian.
• Berkata tindak balas berhenti kerana ia “kehabisan masa”. Ia berhenti kerana satu bahan tindak balas habis.
• Membaca mendatar lebih tinggi sebagai tindak balas lebih laju. Ketinggian ialah jumlah hasil; kecuraman ialah kelajuan. Ia berbeza.
• Lupa unit, biasanya cm³ s⁻¹ bagi isi padu gas melawan masa.

Berlatih pada lengkung sebenar

Cetak beberapa graf kadar kertas lepas dan, bagi setiap satu, label di mana ia paling laju, kira kadar purata, lukis satu tangen, dan tulis satu baris sebab teori perlanggaran bagi bentuknya. Empat langkah yang sama menjawab hampir setiap soalan kadar. Jika tangen atau soalan banding-dua-lengkung terus merugikan markah anda, itu pantas dibetulkan dengan seorang guru, kelas satu-ke-satu dalam talian kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar. Lihat cara ia berjalan jika anda mahu ini dilatih terhadap graf Kertas 2 sebenar.