Про скорость реакции в жидких средах. Молекулы и ионы в жидких средах свободно перемещаются, скорость их не так велика как у молекул газов, но они движутся. В движении они соударяются и взаимодействуют.
Чем выше концентрация вещества в жидкости, тем больше соударений, а значит и возможных взаимодействий произойдет в единицу времени. А значит скорость реакции выше.
Посмотрим на условие задачи. Что мы видим? Во-первых мы видим разные металлы взаимодействующие с кислотой. Если бы металл был один, то алгоритм решения был бы прост, чем выше концентрация кислоты тем лучше идет реакция.
1. А здесь помимо всего надо знать свойства каждого металла. Не все металлы реагируют со всеми кислотами.
2. Часть реакций не будет протекать при комнатной температуре.
3. Также на поверхности металла может образовываться нерастворимый оксид, или соль. С концентрированными кислотами некоторые металлы по этой причине не реагируют, в таких случаях говорят говорят, что металлы пассивируются.
Рассмотрим все реакции.
1. Железо реагирует с серной кислотой чем концентрация выше тем лучше.
Fe + H2SO4 (5%-ный р-р) - реагирует
Fe + H2SO4 (15%-ный р-р) - реакция идет еще быстрее
Железо, алюминий, хром с концентрированной серной кислотой не реагируют, они пассивируются из-за образование на поверхности металлов пленок препятствующих дальнейшей реакции. Железо и алюминий при сильном нагревании могут реагировать с концентрированной серной кислотой. Однако при обычной температуре реакция не идет. Олеум, раствор SO3 в 100% серной кислоте, перевозят по железной дороге в стальных цистернах. Нагревание в условия нашей задачи не входит.
2. Алюминий реагирует с разбавленной серной кислотой
Al + H2SO4 (10%-ный р-р) - реагирует
Аl + H2SO4 (98%-ный р-р) - с концентрированной серной кислотой при комнатной температуре не реагирует.
3. Медь
Cu + H2SO4 (25%-ный р-р) - не реагирует
Медь стоит в ряду напряжений после водорода – поэтому разбавленная серная кислота не действует на медь.
То есть у нас есть 3 реакции которые протекают при комнатной температуре. Надо выбрать 2. Алюминий стоит в ряду напряжений правее железа, реакция с ним протекает наилучшим образом. А из двух реакций с железом надо взять ту, где концентрация кислоты выше.