濃度對反應速率的影響
明道高中 程明亮
倒一杯高粱酒在酒精燈的容器中，試著點燃看看，再把 高粱酒換成啤酒試一次，啤酒是無法點燃的，高粱酒卻輕而 易舉的燃燒起來，雖然同樣是酒精的水溶液，但兩者的濃度 大不相同。另外實驗室中製備好的純氧，我們常放入正在燃 燒的硫粉或鎂帶，發現燃燒更劇烈了，凡此，都是反應物濃 度影響著反應速率，今天我們將藉由鹽酸與硫代硫酸鈉溶液 的反應，調整反應物濃度，看看到產生硫沉澱所需時間的長 短，來了解反應速率的快慢。
原理：
根據碰撞學說，反應物粒子要互相作有效碰撞才能夠產生反 應，亦即反應速率正比於有效碰撞的頻率，當 A 與 B 反應時，若將 反應物 A 的濃度提高到兩倍，而 B 的濃度維持不變，則單位時間 A 與B 的碰撞次數(稱為碰撞頻率)將增為原來兩倍，當反應物碰撞頻率 增大時，通常有效碰撞頻率亦隨而增大，故反應就加速了，即反應完 成所需時間就縮短了，因此我們可以說：反應速率(r)的快慢是可以用 反應完成所需時間(t)的長短來衡量的，亦即 r∞1/t。已知鹽酸與硫代 硫酸鈉的反應如下：Na2S2O3(aq)＋HCl(aq)→NaCl(aq)＋S(s)＋SO2(g)＋H2O 此反應因會產生硫的固體微粒，此微粒散佈於溶液中會產生廷得耳效
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應，因此，我們在兩溶液混合於量筒時開始計時，以雷射筆自量筒口 垂直照射溶液，至溶液中產生一道明亮的通路時停止計時，此時間的 長短(t)與反應速率(r)成反比。
材料：
0.06M Na2S2O3 188 毫升 12M 鹽酸 40 毫升 100 毫升量筒 4 支 雷射筆 1 支 碼錶 4 個 玻棒 1 支 蒸餾水 200 毫升做法：
1. 取 100 毫升量筒 4 支編號 A、B、C、D 置講桌上，分別加 入0.06M Na2S2O3 90、45、30、22.5 毫升，以蒸餾水稀釋 B、C、D 量筒內溶液至 90 毫升，以玻棒攪拌均勻。
2. 請 4 位同學幫忙準備計時，將 10 毫升 12M 鹽酸分別加入 四個量筒內，同時按下碼錶開始計時。
3. 將教室的燈關掉，以雷射筆自量筒口垂直照射溶液 A，至 溶液中產生一道明亮的通路，且量筒底部因硫顆粒變大變 多，而使底部通路恰消失時，停止計時，記錄所需時間t1。
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4. 重複步驟 3，自量筒口垂直照射溶液 B、C、D，記錄所需 時間t2、 t3、 t4。
5. 比較 t1、 t2、 t3 、t4的大小，亦可以1/t 為縱軸，[Na2S2O3] 為橫軸，在座標圖上看看四點的關係如何。
動腦想一想：
1.
可否固定[Na2S2O3]而改變[HCl]，做同樣的實驗？2.
若t1、 t2、 t3 、t4在 1/t 對[Na2S2O3]的座標圖上是一直線，可否推測此反應的反應速率與[Na2S2O3]成正比？是否可 據此在未經實驗下，即認定反應速率與[HCl]亦成正比？
3.
如果不使用雷射筆產生廷得耳效應，來計量時間，想一想 是否有其他方式，可以計量反應開始到產生硫沉澱所需時 間的方法？
注意事項：
反應產生 SO2氣體，有氣喘病的同學不要接近量筒口。
反應後溶液可以氫氧化鈉溶液中和，再稀釋放流。
