浓度变化对化学反应速率的影响

课题7 浓度变化对化学反应速率的影响

（本课题可以在选修课上使用）

实验原理：

影响化学反应速率的内在因素是反应物本身的性质，而外因则相对较多，其中浓度是常见的影响因素之一。由大量的实验事实证明，在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度，可以增大该反应的速率。本实验通过使用TI图形计算器和数据分析器以及与之配套的光强度传感器（以下简称光探头），利用反应产生的沉淀物对光通路中光强度的影响，捕获其中的一系列变化，使不同浓度条件下的反应速率用光强度的变化反映出来，从而使整个过程数字化。

实验目的：

1、通过实验，监测浓度变化对化学反应速率的影响情况，并探究其中的影响程度。

2、通过实验，了解并培养多角度观察和研究事物的发散性思维能力。

实验用品：

0.1M、0.05M Na2S2O3溶液 0.1M、0.05M H2SO4溶液

250mL烧杯、试管、胶头滴管、手电筒

TI—83 Plus图形计算器 CBL2数据分析器

光强度传感器

实验步骤：

1、开机，运行“ChemBio”程序。

2、对CBL2数据分析器进行设置：

（1）用连接线连接TI—83 Plus和CBL2；并将光探头的连接线插入CBL2的通道1（CH1）中；

（2）在主菜单（MAIN MENU）中选择“设置探头”（SETUP PROBES） (见图1)

（3）键入1 作为探头的数目，按ENTER 键确认。

（4）在探头选择菜单（SELECT PROBE）中选择光探头（LIGHT）(见图2)

(图1) (图2)

（5）键入 1 为通道号，按 ENTER 键确认。

（6）回到主菜单（MAIN MENU），选择“采集数据”（COLLECT DATA）

（7）选择“TIME GRAPH”的数据采集方式，按 ENTER 键确认。(见图3)

（8）键入 1 即采样间隔时间为1秒，键入 100 确认样本数为100个。按 ENTER 键确认。

(见图4)

(图3) (图4) （9）采用“USE TIME SETUP”的形式继续。(见图5)

（10）（10）键入数据确定Y轴的取值范围（Ymin、Ymax）和数值间隔（Yscl）。按 ENTER 键确认。(见图6)

(图5) (图6)

3、在试管中加入2滴管0.1M的Na2S2O3溶液，置于暗室中，将光探头感光处对准光通路，注入等量

0.1M H2SO4溶液，同时按下ENTER 键开始记录。

4、数据记录结束，窗口显示时间和光强度数据分别存储在L1和L2数列中，按下 ENTER 键可见记

录图象。

5、按下STAT键，所测数据列于数组中。

6、换用0.05M的Na2S2O3溶液和0.05M的H2SO4溶液，重复上述操作。

数据处理：

对所得的各数组数据进行线性回归：

1、回到主菜单“MAIN MENU”

2、选择“FIT CURVE”，按 ENTER 键确认。(见图7)

3、在窗口中选择“LINEAR L1，L2”，然后选择“SCALE FROM 0”，可得到相应的线性回归。(见图

8)

(图7) (图8)

结果分析：

1、反应过程中记录的光强度对应时间变化的曲线在线性拟合后，得到各自的变化斜率，其中两种溶液

都取0.1M时，斜率为-14.17，都取0.05M时的斜率为-3.14。

2、光强度的变化或者说本实验中的光强度随反应的进行而削弱快慢的实验事实，其实反映了在该过程

进行中的沉淀量产生的快慢，由此可以较为数字化的表现出反应物浓度的改变对反应速率的影响情

况。

实验说明：

1、由于本实验是通过光探头对反应进行的监测，所以实验必须在暗盒（如图9）或暗室中进行，以免

光探头接受到环境中的其他光源而造成较大的实验误差。

(图9)

2、由于本实验中反应现象的出现还是比较快的，所以在测定时，间隔秒数以每秒记录一次为宜。

3、两组实验中的数据要选择明确的记录位置，最好在进行下一组实验前，先将第一组数据复制到后面

的数列中（如L5，L6），以免导致后测数据覆盖前测数据的不利结果。

思考与拓展：

1、在反应进行一段时间后，发现图形计算器窗口显示的光强度对应时间的变化曲线呈现回升的情况，

如何解释？

2、若要实验更为精确，对使用的光源有何更高的要求？

3、能否用光探头监测NO2—N2O4的平衡体系移动情况？试设计实验并测定之。

上海市位育高级中学张建波

课题2 日晒除氯过程中的温度因素分析

（本课题可以在选修课上使用）

课题概述：

本课题是学生在研究日晒除氯原因的过程中产生的子课题。城市用水常用液氯消毒，水中的残留氯会对观赏鱼造成生命威胁。日晒除氯是城市养鱼的常用方法，那么由日晒造成水温升高而导致水中溶解氯的减少，是不是日晒除氯的主要因素呢？

本课题通过使用TI—83 Plus、CBL2数据分析器和温度传感器对日晒过程中的水温变化进行了全程监测，以期得出合理的判断。

实验目的：

1、掌握TI 图形计算器进行课题研究的方法。

2、学会通过实验对研究过程中的预测进行验证。

实验用品：

500 ml 烧杯（盛有自来水）

TI —83 Plus

CBL2数据分析器

温度传感器

实验步骤：

1、开机，运行“ChemBio”程序。

2、对CBL2数据分析器进行设置：

（1）用连接线连接TI—83 Plus和CBL2；并将温度探头的连接线插入CBL2的通道1（CH1）中。

（2）在主菜单（MAIN MENU）中选择“设置探头”（SETUP PROBES） (见图1)

（3）键入1 作为探头的数目，按ENTER 键确认。

（4）在探头选择菜单（SELECT PROBE）中选择温度探头（Temperature）(见图2)

(图1) (图2)

（5）键入 1 为通道号，按 ENTER 键确认。

（6）回到主菜单（MAIN MENU），选择“采集数据”（COLLECT DATA）

（7）选择“TIME GRAPH”的数据采集方式，按 ENTER 键确认。(见图3)

（8）键入 30 即采样间隔时间为30秒，键入 720 确认样本数为720个。按 ENTER 键确认。(见图4)

(图3) (图4)

（9）采用“USE TIME SETUP”的形式继续。(见图5)

（9）键入数据确定Y轴的取值范围（Ymin、Ymax）和数值间隔（Yscl）。按 ENTER 键确认。(见图6)

(图5) (图6)

3、将温度探头插入盛有自来水的烧杯中，同时按下ENTER 键

开始记录。

4、数据记录结束，窗口显示时间和所记录的温度变化数据分别

存储在L1和L2数列中，按下 ENTER 键可见记录图象。

5、按下STAT键，所测数据列于数组中。

数据处理：

对所得的各数组数据进行线性回归：