碘钟反应实验报告

碘钟反应实验报告

班级：高二理十

实验员：江嘉伟曹俊章和毅方蕾潘隽晗谢辰谢延靖朱海蓓朱正真方屹舟方杜娟指导老师：蔡建

实验时间：2017年12月

一、实验目的

掌握碘钟反应反应过程及原理。

二、实验器材

29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸。

三、实验步骤

1.配置甲溶液：量取97ml29％过氧化氢溶液转移入250ml容量瓶里，用蒸馏水稀释至刻

度。

2.配置乙溶液：分别称取

3.9g丙二酸、0.76g硫酸锰病5溶于适量水中。另称0.075g可溶

性淀粉溶于50ml沸水中。将三者转移入250ml容量瓶里，用蒸馏水稀释至刻度。

3.配置丙溶液：称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中，再加入20ml1mol/L硫酸溶液酸化，

转移入250ml容量瓶里，用蒸馏水稀释至刻度。

4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中，观察现象。

四、实验现象

混合后产生大量微小气泡，且反应液由无色变为琥珀色，几秒后褪为无色，接着又变为琥珀色且逐渐加深，随机变为蓝紫色，几秒后又褪为无色，呈周期性变化。经测定，振荡周期约为11秒，持续时间约为10分钟。

五、实验原理

首先在酸性溶液中，碘酸根氧化过氧化氢得碘离子、水和氧气。（气体符号省略，下同）IO3-+3H2O2==I -+3H2O+3O2

同时，二价锰离子具有较强的还原性，可以还原过氧化氢，生成琥珀色的三价锰离子，于是溶液呈琥珀色。反应刚开始时，浓度较低的碘离子也参与反应并被氧化为碘。

2Mn2++2H2O2+4H++2I-==2Mn3++4H2O+I2

生成的碘会与具有活泼α-H的丙二酸反应，结果是碘取代了丙二酸中的α-H。

I2+HOOCCH2COOH==I-+H++HOOCHICOOH

溶液中存在的三价锰离子此时会将碘代丙二酸氧化成二氧化碳，观察到的大量气泡就是二氧化碳和第一步产生的氧气。随着反应进行，三价锰离子消耗殆尽，溶液渐渐褪成无色。

4Mn3++HOOCCHICOOH+2H2O==2CO2+HCOOH+4Mn2++5H++I-

当碘离子浓度达到一定程度时便会和碘酸根发生归中反应得到碘，碘与淀粉形成蓝紫色包合物，此时观察到溶液显蓝紫色。

5I-+IO3-+6H+==3I2+3H2O

此时碘又会继续和丙二酸反应，重复上述步骤，于是有“无色――蓝紫色――琥珀色”的周期

振荡。

六、总结

碘钟实验是化学界最为奇妙的实验之一，是以碘与过氧化氢等反应的可定量性为基础的实验，由于其易操作，时间短，现象明显而广为人知。但事实上，振荡反应，如与碘同族的溴，也存在着类似实验（溴钟螺纹实验），而碘钟实验中关于动力学的讨论与探究和影响因素的定量分析也还没有停止，这些都促使我们更努力地去探索未知的化学世界。