В химических реакциях скорость взаимодействия веществ может зависеть от множества факторов, включая физическое состояние реагентов, концентрацию, температуру и наличие катализаторов. В вашем вопросе рассматриваются реакции металлов с соляной кислотой (HCl). Давайте проанализируем каждую из предложенных ситуаций:
A. Zn (гранулы) и HCl
Цинк в гранулах имеет относительно малую площадь поверхности по сравнению с порошкообразным состоянием. Это замедляет скорость реакции, так как меньшая площадь поверхности означает меньшее количество доступных атомов цинка для взаимодействия с молекулами кислоты. Реакция между цинком и соляной кислотой выглядит следующим образом:
[
\text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow
]
Скорость этой реакции будет ниже по сравнению с порошкообразным цинком.
Б. Zn (пыль) и HCl
В порошкообразном состоянии цинк имеет значительно большую площадь поверхности, что способствует увеличению скорости реакции. Молекулы кислоты могут взаимодействовать с большим количеством атомов цинка одновременно, что ускоряет процесс. Поэтому реакция пыльного цинка с HCl будет происходить быстрее, чем у гранулированного.
В. Pb (свинец) и HCl
Свинец является менее активным металлом по сравнению с цинком и железом, особенно в отношении к кислотам. Реакция свинца с соляной кислотой протекает медленно или может вообще не происходить при обычных условиях, поскольку на его поверхности может образовываться защитная пленка из нерастворимого хлорида свинца (II). Поэтому скорость такой реакции будет крайне низкой.
Г. Fe (железо) и HCl
Железо также взаимодействует с соляной кислотой, образуя хлорид железа (II) и выделяя водород:
[
\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow
]
Скорость этой реакции будет зависеть от состояния железа. При наличии порошкообразного железа реакция будет протекать быстрее по аналогии с порошкообразным цинком.
Заключение:
Максимальная скорость реакции, скорее всего, будет наблюдаться в случае (Б) - между порошкообразным цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl). Это связано с тем, что порошок имеет наибольшую площадь поверхности, что обеспечивает более быстрое взаимодействие с кислотой по сравнению с гранулами или менее активными металлами, такими как свинец.