GCSE 科學/反應速率課程作業
為了在這次課程作業中獲得最高分，您必須討論影響反應速率的所有因素。這些因素包括
- 溫度。溫度越高，反應中的能量就越多。當反應中有能量時，更多的反應物相互碰撞，從而導致更多成功的反應。
- 表面積。較小的物質比大的物質反應更好，因為小的物質具有更大的表面積，如果暴露的反應物更多，則成功的碰撞次數更多。
- 濃度。化學物質中分子的數量越多，其濃度就越大。當化學物質具有更高的分子濃度時，成功碰撞的機率增加，因此加速了反應。
- 催化劑。新增催化劑會透過降低斷裂鍵所需的能量來加速反應。催化劑不會被反應化學消耗，因此不會影響最終產物。
- 壓力。壓力導致較小區域內每個試劑的粒子更多，從而導致更多反應。
首先，您可以從描述您打算調查的反應情況開始。例如，用文字和符號方程式、關於反應的簡要描述等等。這為場景設定了舞臺。如果您有信心並選擇了要調查的變數，您應該嘗試進行定量預測，並可能用一些理論來證明它，如果您能做到的話。您可以透過介紹一些背景理論和對可能影響您正在研究的反應速率的因素或變數的描述（簡要介紹可能不適用的因素）來繼續更廣泛的背景。在您的“方法”描述中，使用正確的單位或描述符。要討論的因素可能包括：石灰石的量？反應物的溫度？酸濃度？酸的體積？石灰石塊的大小？（與表面積相關？反應混合物的攪拌反應容器的大小硫代硫酸鈉的體積任何新增的稀釋水等）。
理論的一個例子是，這些因素會增加化學物質內部的分子數量，最終會提高反應速率。
您正在研究的反應還有其他因素嗎？反應物或產物中的任何物質會受到溫度或壓力變化的影響嗎？例如，如果酸是研究中的反應物，則應使用相同酸的原因有很多，例如：（1）它是氫離子，H+(aq)，是實際上“攻擊”金屬或碳酸鹽的活性成分，並且酸可以電離到不同程度，（2）1 摩爾或 1 摩爾 dm-3 (1M) H2SO4 的酸性是 1M HCl 的兩倍，因為每個 H2SO4 提供 2 個 H+，而每個 HCl 只提供 1 個。如果您已經決定，例如，要調查酸濃度對反應速度的影響，那麼其他所有條件都應該保持不變以進行公平測試，這應該在您的計劃中很明顯，因為上述原因！
如果您還沒有選擇變數，請現在選擇，並做出預測並用您可能之前描述過的理論來證明它，並且應該參考它。
接下來，您應該簡要描述一些跟蹤反應的方法 = 測量反應速度。如果生成氣體，則至少有兩種收集氣體的方法，例如最初為空的氣體注射器或裝滿水的量筒/滴定管倒置在水上，並有適當的管路連線，還有一種非常不同的方法可用於“跟蹤”使用天平記錄質量損失的反應。
簡要解釋如何使用該方法測量速度 - 前幾分鐘的結果通常是最重要的 - 您可以在評估中（簡要）討論其他方法，但也許最好將其作為進一步證據的工具。
當您決定了方法後，詳細描述您可能如何執行它。包括您可能使用的化學物質數量的詳細資訊質量、體積、稀釋度 + 單位等。等等。清楚地說明為什麼預計該方法會產生精確可靠的證據 - 結果！
完成完整的風險評估。您應該在其中識別危險以及危險之處，以及您為降低風險採取的措施以及這些措施的有效性。您還可以包括嚴重程度評級，該評級比較潛在的傷害嚴重程度和傷害發生的可能性。
如果您正在研究改變反應溫度，則在沒有恆溫水浴來容納反應燒瓶的情況下，很難準確地改變和控制反應物的溫度。即使使用恆溫水浴（通常只提供給高階學生），所有反應溶液也應該在混合之前在水浴中預熱，並開始計時和記錄結果。
如果您正在改變溫度，則需要分別加熱反應溶液並測量它們的溫度，混合，啟動秒錶。但是，它們在實驗室中放置時會稍微冷卻，因此不是解決問題的完全令人滿意的解決方案。在硫代硫酸鈉 - 酸反應的情況下，您可以將溫度計留在燒瓶中並在結束時測量溫度，然後使用平均值來表示反應溫度。如果溫度不是一個變數，則必須保持恆定。這裡最簡單的解決方案是確保所有化學物質在課程之前都已放置在實驗室中。然後，它們都將處於相同的溫度，該溫度應該被記錄下來。如果在另一個時間進行更多實驗，則必須再次檢查並記錄溫度。
參考任何以前在“反應速率”實驗方面的實驗室經驗，這些經驗可能有助於您決定和設計實驗方法。用一個簡要概述您打算如何進行實驗的方法的清晰標記的圖表 - 這可以減少寫作並使場景清晰！您必須提供關於您可能進行實驗的時間長度以及實驗讀數之間的時間間隔的詳細資訊請記住，您可以更改您的“配方”或執行實驗的方式。如果您必須更改任何內容，請描述並解釋您對程式所做的更改（其中一些內容可能算作評估技能的寶貴分數）並且在所有時候都不要忘記引用 P、O、A 或 E 中的正確單位。
觀察、測量，換句話說，結果！（可能是一些您可能被給予的資料（二手資料））
這些必須在整潔的表格中清晰地記錄，顯示所有單位。
您可以建立一個彙總表，其中包含所有不同酸濃度的平均/校正（如有必要）氣體體積與時間，或者任何變數。對於鹽酸 - 硫代硫酸鈉反應，您只記錄不同硫代硫酸鈉或酸濃度或溫度的反應時間，因此資料收集和後續處理“更簡單”。
所有實驗都應在允許的時間內重複進行，以檢查準確性和一致性；在您進行了初步分析後，這可能變得更加必要“塞子效應”！ - 瞭解處理氣體體積時關於死體積及其校正的知識！
您記錄的結果應表明測量裝置的精度，例如 0- 2 位小數。此處完成的一些工作，例如呈現結果，例如計算平均值等，實際上算作分析（如下所述）的標記。您有足夠的結果嗎？它們看起來好嗎？儘快開始分析將幫助您決定是否需要進一步、範圍更廣的或重複實驗 - 最好在檢查結果圖（見下文）後決定 - 很難僅透過檢視資料表來決定。
結果對您的預測和理論意味著什麼！
結果最初被處理成圖形形式（“繪圖”），原因有很多，既用於分析，也用於評估實驗……它們可以清楚地顯示改變該因素或變數的效果的一般趨勢，突出顯示似乎不符合其他結果集模式的實驗“執行”，單個點似乎不符合特定結果集的模式 - 但這取決於您
理想情況下，您應該將平均(*) 校正後的氣體體積繪製在 y 軸上，將時間繪製在 x 軸上 - 原點應該是什麼？(* 可能會取決於您的結果的一致性)。對於鹽酸 - 硫代硫酸鈉反應，您可以繪製（i）反應時間，或（ii）1/時間與濃度或溫度的關係（1/時間 = 相對反應速率）。
如果可能，最好將所有平均結果點繪製在同一張圖上，以便於比較 - 注意，這可能涉及 4 或 5 條線，代表 4 或 5 種不同的酸濃度。確保使用清晰的圖例來區分不同的線點，併為圖表新增清晰的標題。還要清楚地標註軸，包括單位或其他相關資訊。儘可能使用平滑的“最佳曲線”擬合儘可能多的點，儘管圖表的某些部分可能是線性的，要注意“散點” - 實驗很難獲得理想的結果。
參見反應速率筆記。
然後，你可以根據圖表用文字描述結果的含義，始終直接參考圖表線條和梯度 - 不要做出模糊的評論。
因此，我們要尋找的是描述圖表的主要“趨勢”或“模式”。所有圖表線的“趨勢”是否支援你的預測？所有結果是否與你的預測和理論一致？
對於不同的酸濃度，你可以對石灰石的結果進行第二次更高階的圖形分析。這涉及從圖表中測量反應開始時的速度。解釋為什麼最好使用開始時的資料？(例如，前 3-5 分鐘？)
然後你可以繪製什麼圖表？… 圖表線從哪裡開始？原點？圖表的“形狀”是什麼？這是否是一種更好地顯示結果一致性（或不一致性）的方法？
我們基本上是在討論繪製初始速率與例如酸濃度的關係圖。如果你正在進行類似鹽酸 - 硫代硫酸鈉反應的實驗，你的反應時間測量的是每“時間”形成的固定量的硫。因此，速率是“每時間形成的 x 量硫”，這意味著速度或速率與 1/時間成正比，然後繪製這個 1/時間與酸濃度的關係圖。
根據此圖表，以更數學的方式重新討論你的發現，並將此與反應的粒子碰撞理論聯絡起來！這完全是關於機率的！並解釋為什麼/為什麼不結果支援你的預測。
那麼你的結果有多好？誤差來源？我們能改進現有的方法嗎？還有其他實驗方法嗎？
你的結果看起來一致且準確嗎？ - 在你的分析中始終直接參考圖表或圖表。任何結果集與其他結果集不一致嗎？大多數/所有結果集都符合某種模式嗎？是否有任何特定點不符合模式？(異常值是否可以忽略某些結果來得出結論？如果是，哪些結果以及為什麼？直接引用 - 並參考你的圖表(s))
討論可能導致結果不一致的誤差來源，例如不符合模式的點或結果集，以及如何改進方法以最大限度地減少這些誤差來源... 例如，晶片大小？，每次實驗的溫度或壓力檢查？死體積？，？氣體注射器操作？氣流？這些或任何其他因素是否符合要求？換句話說，該方法的整體適用性如何？考慮到任何異常值，你認為結果可靠嗎？對於鹽酸 - 硫代硫酸鈉反應，考慮沉澱物，觀察它等等。使用相同方法或其他方法可以進行哪些進一步的實驗來支援你的預測或結論？換句話說，提供一些關於進一步工作的詳細想法，這些工作將提供額外的相關證據。例如，在硫代硫酸鈉 - 鹽酸實驗中，可以使用光門檢測沉澱物的形成。該系統由連線到計算機的光束髮射器和感測器組成，反應容器放置在發射器和感測器之間。隨著硫沉澱物的形成，光讀數會下降。
保持恆定溫度對於“公平測試”非常重要，如果你正在研究反應速度/反應速率因素，例如可溶性反應物的濃度或固體反應物的顆粒大小/表面積。在高階氣體計算頁面上，溫度誤差來源及其修正方法在計算示例 Q4b.3 中進行了討論，儘管計算超過 GCSE 水平，但關於誤差來源的想法對於 GCSE 水平來說是合理的。請注意，如果速率實驗的溫度與所有其他實驗相比過低，則會再次出現“雙重錯誤”，但這次測量的氣體體積和計算的反應速度/速率將低於預期。