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碘钟反应简介碘钟反应是一种常见的化学实验，用于展示化学反应速率的变化与物质浓度之间的关系。
该反应通常使用混合物高锰酸钾（KMnO4）和硫酸（H2SO4），随着物质浓度的变化，溶液的颜色从橙色逐渐转变为深紫色，同时伴随有气泡的释放。
实验步骤1.准备实验装置：将高锰酸钾晶体称取指定质量（通常为2g），加入到烧杯中，并加入适量的蒸馏水溶解。
2.准备溶液：将含有两种溶液的试管分别准备好。
溶液A由少量高锰酸钾溶液和适量的蒸馏水组成，溶液B由硫酸和适量的蒸馏水组成。
3.实验操作：将溶液A快速倒入溶液B中，开始观察溶液的变化。
4.观察结果：开始时，溶液为橙黄色，随着时间的推移，颜色逐渐变深，从橙色转变为红色，最后变成深紫色。
同时，有气泡从溶液中释放出来。
反应机理碘钟反应的反应机理涉及复杂的氧化还原过程。
具体反应步骤如下：1.首先，高锰酸钾溶液和硫酸反应，生成具有强氧化性的Mn2+离子。
2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5[O]2.接着，Mn2+离子被碘化钠（NaI）氧化为MnO2。
碘离子（I-）在反应中充当催化剂。
2Mn2+ + 4I- → 2MnI23.MnO2与碘酸根离子（IO3-）反应生成三碘化物离子（I3-）。
MnO2+ 2IO3- + H2O → Mn2+ + 2I3- + 2OH-4.最后，碘酸根离子与碘化钠反应生成碘。
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 +3H2O这些反应会反复发生，从而导致溶液中碘的浓度逐渐升高，最终溶液颜色变为深紫色。
影响反应速率的因素碘钟反应的反应速率取决于多种因素，包括：1.温度：温度越高，反应速率越快。
2.高锰酸钾（KMnO4）和硫酸（H2SO4）的浓度：浓度越高，反应速率越快。
3.碘化钠（NaI）的浓度：浓度越高，反应速率越快。
4.溶液的搅拌程度：搅拌越强，反应速率越快。
5.反应容器的形状和大小：反应容器的形状和大小会影响反应溶液的表面积，从而影响反应速率。
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1.碘钟反应2 碘钟反应药品: 硫酸, 双氧水, 碘酸钾, 硫代硫酸钠, 淀粉向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。
此时在体系中存在两个主要反应, 化学方程式为：H2O2(aq)+3I−(aq)+2H+→I3−+2H2OI3−(aq)+2S2O32−(aq) →3I−(aq)+S4O62−(aq)药品: 硫酸, 碘酸钾, 亚硫酸氢钠, 淀粉向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液）, 此时体系中出现如下反应：IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) →I− (aq) + 3HSO4−(aq)然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应:IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) →3I2 + 3H2O (l)接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原:I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) →2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)药品: 硫酸, 过硫酸钾, 碘化钾, 淀粉, 硫代硫酸钠通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。
加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。
化学方程式如下:2I−(aq) + S2O82−(aq) →I2 (aq)+ 2SO42−(aq)I2 (aq) + 2S2O32−(aq) →2I−(aq) + S4O62−(aq)将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合, 化学方程式如下:I3− →I− + I2ClO3− + I− + 2H+ →HIO +HClO2ClO3− + HIO + H+ →HIO2 + HClO2ClO3− + HIO2 →IO3− + HClO2[1]。
碘钟反应
视频
KIO3-H2O2-CH2(COOH)2-MnSO4-H2SO4 体系
开始阶段产生I HIO3+H2O2 → HIO2+O2+H2O HIO2+H2O2→HIO+O2+H2O HIO+H2O2 → I-+O2+H2O
当I-浓度很小时
IO3-+HIO2+H+ → IO2+H2O IO2+H2O2 → HIO2+O2 HIO2 → HIO+HIO3 HIO+Mn2++H+ → I2+Mn+I-+2H+ → HIO2+HIO HIO2+I-+H+ → HIO HIO+I-+H+ → I2+H2O I2+CH2(COOH)2 → ICH(COOH)2+I-+H+
I-的再生
Mn3+ +ICH(COOH)2+H2O → I+Mn2++HCOOH+CO2+H+
实验试剂与操作
甲溶液：3.6mol/L过氧化氢溶液。 乙溶液：含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰和 0.03%淀粉的混合溶液。 丙溶液：0.2mol/L碘酸钾 分别取10mL甲乙丙三种溶液混合于小烧杯中，再向 其中滴加约10滴稀硫酸，
见证奇迹的时刻到来！
更多的有趣化学实验
实验中的颜色变化与过程图解
蓝色为游离的I2遇到淀粉 无色为碘与丙二酸发生作用生成ICH(COOH)2 琥珀色为Mn2+被氧化生成Mn3+的颜色
实验二十一 “碘钟”反应
“碘钟”反应Ⅰ、目的要求用初速法测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数和反应级数。
Ⅱ、仪器与试剂Ⅲ、实验原理过硫酸根与碘离子的反应式如下：如事先同时加入少量硫代硫酸钠标准溶液和淀粉指示剂，则(2-21-1)式产生的碘便很快被还原为碘离子：直到S 2O 32－消耗完，游离碘遇上淀粉即显示蓝色。
从反应开始到蓝色出现所经历的时间，即可作为反应初速的计量。
由于这一反应能自身显示反应进程，故常称为“碘钟”反应。
1．反应级数和速率常数的确定当温度和溶液的离子强度一定时，（2－21－1)式的速率方程可写成：在测定反应级数的方法中．反应初速法能避免反应产物干扰，求得反应物的真实级数。
如果选择一系列初始条件，测出对应于析出碘量为△[I 2]的蓝色出现时间△t ，则反应的初始速率是：设各初始条件下每次加的硫代硫酸钠量不变，即△[I 2]为常数，则将(2－21－5)式代入(2－21－3)式取对数：因此，保持[I－]不变，以ln[1/△t]对ln[S2O82-]作图，从所得直线斜率可求得m；保持[S2O82-]不变，以ln[1/△t]对ln[I-]作图，可求得n。
再根据(2-21-3)，(2-21-4)式，可求得反应速率常数K。
Ⅳ、实验步骤1．按照表2－21－1所列数据将(NH4)2S2O8溶液及(NH4)2SO4溶液放入反应器a池，并加2mL 0.5％淀粉指示剂；将KI溶液及Na2S2O3。
溶液加入b池。
在25℃恒温10 min后，用洗耳球将b池溶液迅速压入a池，当溶液压入一半时即开始记时，并可来回吸压一次使混合均匀。
观察蓝色出现即停止记时。
用相同方法进行其他组溶液的实验，记住每次加淀粉指示剂均为2ml。
Ⅴ、数据处理取实验编号1、2、3、4的数据，以ln[1/△t]对ln[I-]作图，从所得直线斜率求n；取实验编号4、5、6、7的数据，以ln[1/△t]对ln[S2O82-]作图，从所得直线斜率求m。
Ⅵ、思考题1、用反应初速法测定动力学参数有何优点?2、本实验是否符合保持其中一种反应物浓度不变的条件?3、溶液中离子强度为何影响反应速率?实验中加入(NH4)2SO4的作用是什么?。
碘钟反应方程式
碘钟反应方程式嘿，朋友们！今天咱们来唠唠超有趣的碘钟反应方程式。
你看啊，碘钟反应就像是一场精心编排的化学魔术秀。
首先是这个反应：H₂O₂+2I⁻+2H⁺→I₂+2H₂O。
这就好比是过氧化氢这个调皮的小捣蛋（H₂O₂），拉着碘离子（I⁻）这个小伙伴，再加上氢离子（H⁺）这个催化剂，然后就像变戏法一样，变出了碘单质（I₂）和水（H₂O）。
碘单质就像突然冒出来的小明星，闪亮登场啦。
接着呢，还有这个反应：I₂+2S₂O₃²⁻→2I⁻+S₄O₆²⁻。
这就像是碘单质（I₂）这个小明星刚刚出现，就被硫代硫酸根离子（S₂O₃²⁻）这个超级粉丝给包围了，然后碘单质就被拉回成碘离子（I⁻），还产生了连四硫酸根离子（S₄O₆²⁻），就像小明星被粉丝同化了一样，超级有趣。
再看这个：IO₃⁻+5I⁻+6H⁺→3I₂+3H₂O。
碘酸根离子（IO₃⁻）就像一个大富翁，带着五个碘离子（I⁻）小弟，在氢离子（H⁺）这个大管家的帮助下，一下子就制造出了三个碘单质（I₂），就像开了个碘单质制造工厂一样，碘单质就像流水线上的产品，源源不断地冒出来。
还有这个反应：3I₂+6OH⁻→IO₃⁻+5I⁻+3H₂O。
碘单质（I₂）在氢氧根离子（OH⁻）这个魔法棒的挥舞下，一部分碘单质变成了碘酸根离子（IO₃⁻），另一部分又变回了碘离子（I⁻），就像碘单质在玩变身游戏，一会儿变成这个，一会儿变成那个，简直太好玩了。
然后呢，像这个反应：H₂O₂+2IO₃⁻+2H⁺→I₂+5O₂+2H₂O。
过氧化氢（H₂O₂）又来搞事情了，和碘酸根离子（IO₃⁻）以及氢离子（H⁺）一起，把碘酸根离子变成了碘单质（I₂），还释放出好多氧气（O₂），氧气就像一个个小气球，到处乱跑。
再比如说这个反应：2IO₃⁻+10I⁻+12H⁺→6I₂+6H₂O。
碘酸根离子（IO₃⁻）带着十个碘离子（I⁻）小弟，在氢离子（H⁺）的催促下，快速地生产出六个碘单质（I₂），就像一个超级高效的生产车间。
碘钟实验原理方程式
碘钟实验原理方程式碘钟实验是一种萤光指示反应，用于研究传质和反应动力学。
该实验的原理是反应中碘的生成和消耗与反应速率相关。
碘在苯酚和过氧化氢存在的条件下生成，并在某些还原剂的存在下消耗。
通过测量反应物浓度的变化，可以推导出反应速率及动力学常数。
实验过程中，将苯酚、过氧化氢、淀粉溶液以及Na2S2O3溶液加入一个反应容器中。
加入Na2S2O3后，溶液呈现淡黄色。
然后加入甲醛作为催化剂，甲醛会使溶液变色，这时加入少量的碘化钾（KI），观察溶液的颜色变化。
之后开始添加溶液到淀粉溶液中，如果生成的碘分子还未被还原剂消耗，它们会在淀粉的带动下形成蓝紫色的复合物。
实验的方程式如下：1. 生成碘：2H2O2 + 2KI + CH3CHO -> I2 + CH3COOH +2H2O2. 消耗碘：I2 + 2Na2S2O3 -> Na2S4O6 + 2NaI3. 碘与淀粉生成的复合物：(C6H10O5)n + I2 -> (C6H8O4I2)n+ nH2O其中，反应1表示过氧化氢、碘化钾和甲醛催化下生成碘的反应；反应2表示碘和亚硫酸钠产生单质碘、四硫酸钠和碘化物离子的反应；反应3表示碘与淀粉生成的复合物。
碘钟实验的原理是基于碘酸钠—硫酸还原法的变化过程。
碘酸钠可以分解为碘酸和碘酸钠，其中碘酸是一种强氧化剂，可以将还原剂如亚硫酸钠氧化成硫酸盐，同时碘酸也是一种可以被还原的化合物，可以在还原剂的作用下还原为碘酸钠。
因此，在碘酸钠和还原剂反应中，碘的生成和消耗相互竞争，达到一定平衡后，可以利用碘和淀粉反应生成的蓝紫色络合物来反应速率。
这种反应速率与碘酸钠和还原剂的浓度有关，因此可以根据反应的深度来推导出反应速率和动力学常数。
在实验中，反应速率可以通过测量溶液中还原剂浓度的变化来判断。
最初，溶液中的还原剂浓度较高，可以迅速消耗生成的碘分子，此时淀粉的颜色不会出现。
随着时间的推移，还原剂的浓度逐渐降低，生成的碘分子得以在淀粉的存在下形成复合物，此时淀粉的颜色开始变蓝紫色。
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。
碘钟实验
化学实验
01 实验药品
03 实验现象 05 类似反应
目录
02 实验步骤 04 注意事项
基本信息
碘钟实验反应速率的测定是用所谓的“时钟”反应。这是利用一个快速反应（或一系列快速反应组合），以 特定现象（通常用带有特定颜色的物质作指示剂）来显示某一特别量之反应物（在此为 S2O32-）已消耗完毕。 此类反应与生命钟相似，故称为“碘钟实验”。一般的化学反应，反应物和生成物的浓度单调地发生变化，最终 达到不随时间变化的平衡状态。然而在某些反应体系中，有些组分的浓度会忽高忽低，呈现周期性变化，这种现 象称为化学振荡。
类似反应
类似反应
过氧化氢型碘钟 向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。此时在体系中存在两个主要反应， 化学方程式为： H2O2(aq)+3I-(aq)+2H+(aq)→I3-(aq)+2H2O(l) I3-(aq)+2S2O32-(aq)→3I-(aq)+S4O62-(aq) 碘酸盐型碘钟 向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液），此时体系中出现如下反应： IO3-(aq)+3HSO3-(aq)→I-(aq)+3HSO4-(aq) 然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应： IO3-(aq)+5I-(aq)+6H+(aq)→3I2+3H2O(l) 接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：
紫蓝色
实验现象
实验现象
混合后，反应液由无色变为蓝紫色，几秒后褪为无色，接着又变成琥珀色便逐渐加深，蓝紫色又反复出现， 几秒后又消失，这样周而复始地呈周期性变化。这种振荡反应，又叫“碘钟反应”。振荡周期约为8秒，反复振荡 能持续10多分钟 。
碘钟反应 - zh
碘钟反应一、实验目的1．掌握“碘钟”反应的原理。
学会运用“碘钟”反应设计动力学实验的方法。
2．测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数．反应级数和反应活化能.二 、实验原理在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：22284332S O I SO I ----+=+ (1)为了能够测定一定时间（Δt ）内S 2O 82- 浓度的变化量，在混合过二硫酸铵、碘化钾溶液的同时加入一定体积已知浓度并含有淀粉（指示剂）的Na 2S 2O 3 溶液，在式（1）进行的同时，有下列反应进行：222334623S O I S O I ----+=+ (2)反应（2）进行得非常快，而反应（1）却缓慢得多，故反应（1）生成的I 3 -立即与S 2O 32- 作用生成无色的S 4O 62- 和I − ，因此反应开始一段时间内溶液无颜色变化，但当Na 2S 2O 3耗尽，反应（1）生成的微量碘很快与淀粉作用，而使溶液呈现特征性的蓝色。
由于此时（即Δt ） S 2O 32- 全部耗尽，所以S 2O 82- 的浓度变化相当于全部用于消耗Na 2S 2O 3。
由上可知，控制在每个反应中硫代硫酸钠的物质的量均相同，这样从反应开始到出现蓝色的这段时间可作为反应初速的计量。
由于这一反应能显示自身反应进程，故称为“碘钟”反应。
1、反应级数和速率常数的确定当反应温度和离子强度相同时，(1)式的反应速率方程可写为：222828[][][]m n d S O k S O I dt----= (3)在测定反应级数的方法中，反应初速法能避免反应产物的干扰求的反应物的真实级数。
如果选择一系列初始条件，测得对应于析出碘量为Δ[I 2]的蓝色出现的时间Δt ，则反应的初始速率为：22833[][][]d S O d I I dt dt t---∆-==∆ (4) 根据(2)式的反应计量关系结合硫代硫酸钠的等量假设，可知2323[]2[]I S O t t--∆∆=∆∆ (5) 根据(3)(4)(5)可知，2223282[][][]m n S O k S O I t---∆=∆ (6) 移项，两边取对数可得2282231ln ln ln[]ln[]2[]k m S O n I t S O ---=++∆∆ (7) 因而固定[]I -，以1lnt∆对ln 228[]S O -作图，根据直线的斜率即可求出m ；固定228[]S O -，同理可以求出n 。
碘钟实验
4.用0.001 mol·L-1KCl标准溶液标定电导池常数。
5.用DDSJ-308A型电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池3次以上，各溶液测定时必须恒温10min，每个溶液的电导率读数3次，取平均值。列表记录各溶液对应的电导率,换算成摩尔电导率。
由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶束的形成而发生突变（图Ⅱ—17—１），故将CMC看作表面活性剂大小的量度。因此，测定CMC，掌握影响CMC的因素，对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。
测定CMC的方法很多，原则上只要使溶液物理化学性质随着表面活性剂溶液浓度在CMC处发生突变，都可以利用来测定CMC，常用的测定的方法有以下四种：
用相同方法进行其他组溶液的实验，记住每次加淀粉指示剂均为2ml。
表2－21－1“碘钟”反应实验试剂配制计划
编号(NH4)2S2O8溶液体积/ml(NH4)2SO4溶液体积/mlKI溶液体积/mlNa2S2O3溶液体积/ml
110645
210465
310285
4100105
582105
664105
746105
表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成”胶束”。以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration），简称CMC。CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度越低。也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力，电导。渗透压，浊度，光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1所示。因此，通过测定溶液的某些物理性质的变化，可以测定CMC。
碘钟反应的方程式和实验流程
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它于 1886 年被瑞士化学家 Hans Heinrich Landolt 发现。
高中化学碘钟实验原理
高中化学碘钟实验原理The iodine clock reaction is a classic chemistry experiment that demonstrates the concept of reaction rates and the effect of concentration on chemical reactions. 碘钟反应是一个经典的化学实验，它展示了反应速率的概念以及浓度对化学反应的影响。
In this experiment, two colorless solutions are mixed together, and after a certain period of time, the mixture suddenly turns a deep blue or black color. 在这个实验中，两种无色溶液混合在一起，经过一定时间后，混合物突然变成深蓝色或黑色。
The principle behind the iodine clock reaction is the reaction between iodide ions (I-) and persulfate ions (S2O82-), which eventually leads to the formation of iodine molecules (I2). 碘钟反应背后的原理是碘化物离子（I-）和过硫酸根离子（S2O82-）之间的反应，最终导致了碘分子（I2）的形成。
Initially, the iodide ions and persulfate ions exist in separate solutions, keeping the reaction from occurring. 最初，碘化物离子和过硫酸根离子存在于不同的溶液中，使反应无法发生。
However, as the solutions are mixed, the reaction begins and proceeds at a constant rate, eventually resulting in the abrupt colorchange. 但是，当这些溶液混合在一起时，反应开始并以恒定速率进行，最终导致了突然的颜色变化。
碘钟实验实验报告
碘钟反应实验报告班级：化基二班 姓名：刘威 指导老师：邓立志 实验日期：2013年11月20日 星期二一、实验目的1、用初速法测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数、反应级数级反应活化能2、掌握碘钟反应过程及其原理二、实验原理在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：22284332S O I SO I ----+=+ (1)事先同时加入少量的硫代硫酸钠溶液和淀粉指示剂，则(1)式中产生的少量的3I -会优先和223S O -反应而被还原成I -：222334623S O I S O I ----+=+ (2)这样，当溶液中的硫代硫酸钠全部反应掉后，(1)式生成的碘才会和淀粉指示剂反应，使溶液呈蓝色。
由上可知，控制在每个反应中硫代硫酸钠的物质的量均相同，这样从反应开始到出现蓝色的这段时间即可用来度量本反应的初速。
当反应温度和离子强度相同时，(1)式的反应速率方程可写为：222828[][][]m n d S O k S O I dt----= (3)根据(1)式中的反应计量关系，可以认为：22833[][][]d S O d I I dt dt t---∆-==∆ (4) 根据(2)式的反应计量关系结合硫代硫酸钠的等量假设，可知2323[]2[]I S O t t--∆∆=∆∆ (5) 根据(3)(4)(5)可知，2223282[][][]m n S O k S O I t---∆=∆ (6) 移项，两边取对数可得2282231lnln ln[]ln[]2[]k m S O n I t S O ---=++∆∆ (7) 因而固定[]I -，以1lnt∆对228[]S O -作图，根据直线的斜率即可求出m ；固定228[]S O -，同理可以求出n 。
然后根据求出的m 和n ，计算出在室温下“碘钟反应”的反应速率常数k 。
最后改变温度，测出不同温度下从反应开始到出现蓝色所需的时间t ∆，计算出不同温度下的反应速率常数，由Arrhenius 公式，以ln k 对1T 作图，根据直线的斜率即可求出活化能。
碘钟实验原理方程式
碘钟实验原理方程式碘钟实验是一种常见的化学实验，通过观察碘分子从紫色到褐色的颜色变化来研究反应速率。
这个实验可以帮助我们了解反应动力学和影响速率的因素。
碘钟实验的原理基于碘化物与亚碘酸根离子之间的氧化还原反应。
首先，反应体系中的碘化钾和亚碘酸钠溶液混合，此时溶液呈现出淡黄色。
然后，将硫酸和过硫酸钾加入混合溶液中，开始观察反应。
在反应开始时，过硫酸钾被还原成硫酸根离子SO42-，同时亚碘酸根离子也被氧化还原成碘离子I2。
碘离子I2是紫色的。
当碘离子浓度增加到一定程度时，碘离子开始与混合溶液中的淀粉结合，生成蓝色的淀粉-碘复合物。
蓝色的淀粉-碘复合物是可见光吸收的，因此溶液呈现出蓝色。
随着时间的推移，亚碘酸根离子的浓度逐渐降低，碘离子的浓度逐渐增加。
当碘离子浓度达到一定程度时，它们开始接触到氧化剂过硫酸根离子。
过硫酸根离子能够氧化碘离子，使其进一步被氧化。
这个反应是一个自催化反应，也就是说，一旦反应开始，它会加快反应速率。
当指示剂淀粉全部被反应消耗后，溶液中的碘离子就无法再结合到淀粉上，不再生成蓝色复合物。
这时，溶液变为淡黄色。
通过测量颜色变化所需的时间，我们可以得出反应速率。
碘钟实验的方程式如下：1. 碘离子的生成反应：亚碘酸根离子 + 过硫酸根离子→ 碘离子 + 硫酸离子这个反应是可逆的，也就是说，碘离子也可以反应生成亚碘酸根离子和过硫酸根离子。
2. 淀粉-碘复合物的生成反应：碘离子 + 淀粉→ 淀粉-碘复合物淀粉-碘复合物是蓝色的。
3. 过硫酸根离子对碘离子的氧化反应：过硫酸根离子 + 碘离子→ 碘分子这个反应是自催化反应，也就是说，过硫酸根离子可以催化碘离子的氧化反应。
在碘钟实验中，我们可以改变实验条件以研究对反应速率的影响。
例如，可以改变初始浓度的碘化钾和亚碘酸钠溶液，或改变温度、酸碱性等实验条件。
通过测量不同条件下反应速率的变化，我们可以得出与反应动力学相关的数据和结论。
通过碘钟实验，我们能够了解反应速率与反应物浓度、温度等因素之间的关系，从而深入了解化学反应动力学的研究内容。
碘钟实验
实验药品29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸实验步骤1.配置甲溶液：量取97mL29%的过氧化氢溶液，转移入250mL容量瓶里，用蒸馏水稀释到刻度，得3.6mol/L过氧化氢溶液。
2.配置乙溶液：分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰，分别溶于适量水中。
另称取0.075g可溶性淀粉，溶于50mL左右沸水中。
把三者转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液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，稀释到刻度，得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。
4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中，这混合溶液分别含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。
“时钟反应”就是一种自催化反应，如碘酸盐与亚硫酸氢盐的反应，产物I-又是反应物，因而在经历一定诱导期后，反应速率急速增加。
2KIO3＋5H2O2＋H2SO4→I2＋K2SO4＋6H2O＋5O2↑(1)I2＋5H2O2＋K2SO4→2KIO3＋4H2O＋H2SO4(2)I2＋CH2(COOH)2→CHI(COOH)2＋I－＋H＋(3)I2＋CHI(COOH)2→CI2(COOH)2＋I－＋H＋(4)I－＋I2＝I3－(5)丙二酸的加入是为了以I3－的形式“贮存”I2，以增大I2的溶解度。
这样能延长变色时间周期和循环次数。
显然蓝色是由碘分子与淀粉溶液作用的结果。
5个反应累加结果发现是H2O2→H2O＋O2↑。
如果向反应器中不断加入碘酸盐、丙二酸、双氧水反应物，同时产物通过溢流管不断离开反应器，这样可以使化学钟无限期走下去。
也存在其它时钟反应：IO3- + 3SO32-===I- + 3SO42-IO3- + 5I- + 6H+ ===3I2 + 3H2O3I2 + 3SO32- + 3H2O===6I- + 6H+ + 3SO42-或5H2O2 + 2HIO3===5O2 + I2 + 6H2OI2 + 5H2O2===2HIO3 + 4H2O在KIO3、KHSO3的酸性混合溶液中加入少量KI和淀粉，不断地搅拌，有下列反应发生：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2OI2+HSO3-+H2O=2I-+]+HSO4-+2H+当反应进行到15min时，溶液突然变成蓝色，随之又很快消失，这一反应被称为时钟反应。
碘钟实验实验报告
碘钟实验实验报告碘钟实验实验报告引言：碘钟实验是一种经典的化学实验，通过观察碘化物与亚硫酸盐反应产生的颜色变化来研究化学反应速率。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究影响碘化物与亚硫酸盐反应速率的因素，并深入理解化学反应动力学的基本原理。
实验目的：1. 研究碘化物与亚硫酸盐反应速率与浓度之间的关系。
2. 探究温度对碘化物与亚硫酸盐反应速率的影响。
3. 分析碘化物与亚硫酸盐反应速率与反应物浓度和温度之间的关系。
实验原理：碘化物与亚硫酸盐反应产生的碘分子呈现深褐色，而亚硫酸盐则具有还原碘的性质。
实验中，我们将在不同浓度和温度条件下进行碘化物与亚硫酸盐反应，观察反应过程中深褐色的碘分子生成速率，并通过数据分析得出结论。
实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括碘化钾溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸溶液、试管、计时器等。
2. 在试管中加入一定量的碘化钾溶液和稀硫酸溶液，混合均匀。
3. 加入一定量的亚硫酸钠溶液，开始计时。
4. 观察溶液颜色变化，当溶液由无色变为深褐色时停止计时。
5. 记录实验数据，包括反应时间、反应物浓度、反应温度等。
6. 重复实验步骤2-5，改变碘化钾溶液和亚硫酸钠溶液的浓度，或者改变反应温度，进行多组实验。
实验结果与讨论：通过实验数据的记录和分析，我们得出了以下结论：1. 反应物浓度对碘化物与亚硫酸盐反应速率有明显影响。
当碘化钾溶液和亚硫酸钠溶液浓度增加时，反应速率加快，生成的深褐色碘分子数量增多。
2. 温度对碘化物与亚硫酸盐反应速率也有显著影响。
随着温度升高，反应速率增加，反应时间缩短，生成的碘分子数量增多。
3. 反应物浓度和温度对碘化物与亚硫酸盐反应速率的影响是相互独立的。
即使在相同温度下，不同浓度的反应物也会产生不同的反应速率。
结论：通过碘钟实验，我们深入理解了化学反应速率与反应物浓度和温度之间的关系。
实验结果表明，反应物浓度和温度的增加都会促进碘化物与亚硫酸盐反应速率的提高。
这一实验结果对于理解化学反应动力学以及实际应用中的反应速率调控具有重要意义。
碘钟反应
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碘钟反应
吴 莉
２００８.３
目
• 目的要求
• 仪器、药品 • 数据记录与处理 • 注意事项
录
• 实验原理 • 实验步骤 • 思考题 • 附：化学反应速率和活 化能
实验目的
• 1．了解浓度、温度对反应速率的影
响。 • 2．学习测定Ｋ2S2O8 氧化KI 的反应 速率、速率常数、反应级数及活化能 的原理和方法。 • 3．练习用计算法、作图法处理实验 数据。
㏑[S2O82-] ＝－k１t＋㏑[S2O82-]０
• ㏑[S2O82-] 对时间t作图，即可求得反应速率常数k１
㏑Ｋ＝－Ea/RT＋㏑Ａ • ㏑Ｋ对1/T 作图，求出直线斜率，即可求 得活化能Ea
思考题
• １.碘钟反应的前提条件有哪些？ • ２．若不用S2O82-而用Ｉ-或Ｉ3-的浓度变化来 表示反应速率，反应速率常数是否相同？ • ３．本实验中Na2S2O3 的用量过多或过少，对 实验结果有何影响？
∴[S2O３2-]和其用量→ Δt →→ [S2O82-]
实验原理（2）
反应活化能的测定
• 根据Arrhenius 方程式
--活化能的测定
Ｋ =Ａｅ－Ea/RT
• K为反应速率常数 ，Ａ为指数前因子，Ea为反应的表观活 化能，Ｒ为气体常数，Ｔ为反应温度
㏑Ｋ＝－Ea/RT＋㏑Ａ
• 以㏑Ｋ对1/T 作图，求出直线斜率，即可求得活化能Ea
实验步骤
１.恒温槽调至所需温度，恒温。 ２.大试管装入２５ml蒸馏水，１０mlＫＩ 溶液，２ml淀粉液，→恒温１０分钟 Ｋ2Ｓ2Ｏ8放入容量瓶中→恒温１０分钟
实验步骤
• 用微量注射器取３００μl Na2Ｓ2Ｏ３注入大 试管中，用环形搅拌器使其混合均匀。 • 移液管取１０ ml已恒温Ｋ2Ｓ2Ｏ8注入大试管， 流出一半时计时，至溶液颜色变蓝，暂停秒表， 记下时间读数，立即再加入３００μl Na2Ｓ2 Ｏ３，颜色变化记时，重复记五次。
碘钟反应
2S2O32- + I2 → 2I-+ S4O62-
2、初始浓度法
又称初始速率法。固定其他反应条件不变，改变其 中某一反应物的初始浓度，通过一系列实验获得初 始浓度与反应初速率的关系，进而求得该反应物的 分级数。 该法的优点是可以避免产物对反应速率的影响。 碘钟实验中，从反应开始到蓝色出现这段时间， 可以用作反应初始速率的计算。
2ln[I ] ln[S2O8 ]
作业
2）取上表中编号1、2、3、4的数据，以ln(t)对 ln[I ] 作图，根据直线斜率n；
2ln[S O 3）取编号4、5、6、7的数据，以来自n(t)对 2 8 ]（
作图根据直线斜率求m。
4）根据（21-6）式，用实验所得数据计算不同温 度下的速率常数k。 用作图法求反应的活化能。
碘钟反应
实验教学目的
1. 测定过硫酸根离子与碘离子反应的反应
级数、速率常数及反应活化能。
2.理解碘钟反应的基本原理。
3.了解初始浓度法测定动力学常数。
实验原理介绍
1. 将过硫酸根与碘离子在溶有少量硫代硫酸钠与淀
粉指示剂的情况下混合，混合液在特定的时间内保持 无色，而后突然转变为蓝色。由于混合液由无色到蓝 色这段时间可以精确计时，因此这一反应被称为碘钟 反应。反应原理如下： S2O82- + 2I- → 2SO42- + I2
此时，若保持I- 浓度不变，以ln (t)对ln[S2O82-]作图， 所得直线斜率的负值即为m；保持[S2O82-]浓度不变， 以ln (t)对ln[I-]作图，所得直线斜率的负值即为n。
将得到的m和n值代入下式，即可得到k值。
Δ[I 2 ] 2- m n = k[S2 O8 ] [I ] Δt
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碘钟反应一、实验目的1．掌握“碘钟”反应的原理。
学会运用“碘钟”反应设计动力学实验的方法。
2．测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数．反应级数和反应活化能.二、实验原理在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：22284332S O I SO I ----+=+ (1)为了能够测定一定时间（Δt ）内S 2O 82-浓度的变化量，在混合过二硫酸铵、碘化钾溶液的同时加入一定体积已知浓度并含有淀粉（指示剂）的Na 2S 2O 3 溶液，在式（1）进行的同时，有下列反应进行：222334623S O I S O I ----+=+ (2)反应（2）进行得非常快，而反应（1）却缓慢得多，故反应（1）生成的I 3 -立即与S 2O 32-作用生成无色的S 4O 62-和I −，因此反应开始一段时间内溶液无颜色变化，但当Na 2S 2O 3耗尽，反应（1）生成的微量碘很快与淀粉作用，而使溶液呈现特征性的蓝色。
由于此时（即Δt ） S 2O 32-全部耗尽，所以S 2O 82-的浓度变化相当于全部用于消耗Na 2S 2O 3。
由上可知，控制在每个反应中硫代硫酸钠的物质的量均相同，这样从反应开始到出现蓝色的这段时间可作为反应初速的计量。
由于这一反应能显示自身反应进程，故称为“碘钟”反应。
1、反应级数和速率常数的确定当反应温度和离子强度相同时，(1)式的反应速率方程可写为：222828[][][]m n d S O k S O I dt----= (3)在测定反应级数的方法中，反应初速法能避免反应产物的干扰求的反应物的真实级数。
如果选择一系列初始条件，测得对应于析出碘量为Δ[I 2]的蓝色出现的时间Δt ，则反应的初始速率为：22833[][][]d S O d I I dt dt t---∆-==∆ (4) 根据(2)式的反应计量关系结合硫代硫酸钠的等量假设，可知2323[]2[]I S O t t--∆∆=∆∆ (5) 根据(3)(4)(5)可知，2223282[][][]m n S O k S O I t---∆=∆ (6) 移项，两边取对数可得2282231lnln ln[]ln[]2[]k m S O n I t S O ---=++∆∆ (7) 因而固定[]I -，以1lnt∆对ln 228[]S O -作图，根据直线的斜率即可求出m ；固定228[]S O -，同理可以求出n 。
然后根据求出的m 和n ，计算出在室温下“碘钟反应”的反应速率常数k 。
2、反应活化能的确定根据Arrhenius 公式（8）假定在实验温度范围内活化能不随温度改变，测得不同温度的速率常数后可按lnk 对1/T 作图，所得直线斜率求的活化能。
溶液中的离子反应与溶液的离子强度有关。
因此实验时需要在溶液中维持一定的电解质浓度保证离子强度不变。
三、主要的实验仪器及试剂1.仪器恒温水浴槽一套；50mL 烧杯两个；玻璃棒一支；秒表一只；专用移液管4支；专用量筒2支2.试剂0.20M 4228()NH S O 溶液；0.20M KI 溶液；0.01M 223Na S O 溶液；0.4%淀粉溶液；0.20M 3KNO 溶液；0.20M 424()NH SO 溶液。
四、实验操作过程4.1反应级数和速率常数的测定按照表1所列数据将每组的4228()NH S O 溶液、424()NH SO 溶液和淀粉溶液放入烧杯A 中混合均匀，KI 溶液、223Na S O 溶液和3KNO 溶液放入B 烧杯中混合均匀。
然后将两份溶液均放入20℃的恒温水浴槽里恒温一段时间，之后将两份溶液混合，同时开始计时，并不断搅拌，当溶液出现蓝色时即停止计时。
反应的时候也在恒温水浴槽里进行。
表1 “碘钟反应”动力学数据测量的溶液配制表4.2反应活化能的测定按照表1中第1组反应的溶液配制方案配制溶液，分别在15℃和25℃下按照4.1中的操作步骤测量溶液出现蓝色所需的时间t ∆并记录，要注意必须先将溶液在相应的水浴槽中恒温一段时间，待溶液温度与恒温槽温度相同后再将溶液进行混合。
RTE A k a -=ln ln五、实验数据的记录和处理以及结果5.1 [S2O82-]和[I-]反应级数的确定表2反应级数和速率常数测定的数据记录根据表中的这些数据我们可以求出“碘钟反应”的反应级数和在室温下该反应的反应速率常数k，下面我们就依次求出这几个反应的动力学参数。
1 lnt∆与ln228[]S O-的关系见表3。
表31ln与228[]S O-的关系数据表根据表3的数据作图，见图1。
图11lnt∆与ln228[]S O-关系图由图1可知m=0.8521 lnt∆与[]I-的关系见表4。
表41ln与[]I-的关系数据表根据表4的数据作图2。
图2.1lnt∆与[]I-的关系图由图2知n=0.9945.2反应速率常数的测定我们根据(6)式可知，知道m，n，这样就可以计算出反应速率常数k的值了。
表5反应速率常数k的测定（20.0℃条件下）同理可以计算15℃和25℃时反应速率常数k。
表615℃和25℃时反应速率常数k5.3反应活化能的测定计算得1与k的关系如表7所示：作lnk和1/T的关系图图3 lnk和1/T的关系图由（8）式可知Ea=8.314*4880=40.57 KJ/mol5.4 反应结果的表达：a）.反应级数：测得[S2O82-]的反应级数m=0.852，[I-]的反应级数n=0.994，总的反应级数m+n=1.846。
b）.反应速率常数：在20ºC条件下，该反应的速率常数为0.0087L/(mol•s);在15ºC条件下，该反应的速率常数为0.0073L/(mol•s);在25ºC条件下，该反应的速率常数为0.0129L/(mol•s)。
c）.反应活化能：Ea=40.57KJ/mol，查得该反应的理论活化能为51.88KJ/mol，所以该反应测得的活化能的相对误差为21.80%，误差较大。
六、实验讨论6.1 实验误差分析实验得到的活化能常数的偏差较大，有21.80%，可能的原因有：a).试验中用的烧杯、玻璃棒、量筒没有干燥，使真正的浓度并不是理论计算的值，从而造成较大误差；b).恒温水浴槽的温度不是很稳定，而且可能水浴时间不够，造成测得的时间并不是准确在对应温度下的值；c).在两个烧杯的溶液混合的时候，倒出溶液的烧杯的壁上残留的溶液无法参加反应，这样也会使反应液的浓度有所不同。
d).反应过程中人为的搅拌速度、力道、时间不同，会导致反应液的均匀度、反应的碰撞速度不同，从而使使反应条件不同；e).反应开始计时时，是两个人合作的，两个人不能完全协调一致，在终止时，停止计时时存在人得反应时间，这些因素都会对测量时间有所影响；f).在15℃和25℃时均只用了一组，而不是区多组测量然后求平均值，这样会使测得的结果误差比较大，所以最好采用测量多组分别求得反应速率常数，最后求平均值的方法，以减小偶尔误差带来的影响。
g).从实验原理上分析，我们是用一段时间Δt的平均速率代替瞬时速率，显然只有在Δt很小的时候，才有，实验中Δt大概设计在1mim中左右，应该说Δt并不是很小，从而使测得的瞬时速率并不是很准确，进而导致求得的k值也有较大误差，Ea对应产生一定的误差。
6.2 实验改进意见a).在文献调研过程中，发现很多教学实验中采用的是混合反应器，如图4A和图4BA B图4混合反应器实验中，将4228()NH S O 溶液、424()NH SO 溶液和淀粉溶液放入反应器a 池中，将KI 溶液、223Na S O 溶液和3KNO 溶液放入反应器b 池中，恒温后，用洗耳球将b 池中的溶液迅速压入a 池中，同时开始计时，并来回吸压两次使其混合均匀。
分析用混合反应器的优点有：在混合时，溶液是从底部压进去的，而且比较均匀和迅速，由于压力的作用可以使其较好的混合，来回吸压之后基本混合均匀，从而避免了人为混合搅拌时搅拌速度、力道等的影响。
同时这样混合也避免了容器上较多残留，以及取出烧杯进行混合等弊端。
而且混合反应器的a ，b 池在一起可以更好地保证反应前在相同的温度下水浴。
b).实验中在测定浓度对反应速度的影响时, 都是使△〔S 2O 32-〕值相同, 从而测定到不同的Δt 值。
当室温为20 C 左右时. 按教材指定的条件测得的△t 值一般在1 分钟左右改变。
即△ t 较大，且波动性也较大，即实验条件偏离式的要求也较大, 结果导致测定的速率常数k 波动较大。
由此，在文献中发现一种改进的方法，为了使实验条件更接近式的要求. 并符合实际测定时的需要(即匀值应尽可能小, 但又必须让学生能够完成操作, 准确测出么△ t 值)。
实验采取了改变反应物浓度改变量的方法(改变△〔S 2O 32-〕值的方法)。
控制△ t, 位. 使其每次测定均大致在3 5 秒左右。
关于此种改进方法，在改变Na 2S 2O 3用量上并不是很好确定，查到资料上的一个表格，即图5所示，可作为参考，其中划横线部分显示的是Na 2S 2O 3用量（当实验中的Na 2S 2O 3用量进行变动之后. 为使休系离子强度保持不变. 同时使溶液体积也保持不变, 则(NH 4)2SO 4的用量也需作相应的改变。
）图5所查资料中关于试剂用量的改变由文献中显示，该改进取得比较好的效果，不仅是△ t 控制在尽量小的范围，是测得的速率更接近瞬时速率，而且避免的在实验过程中许多同学因为△ t 大了几个单元(因为蓝色迟迟不出现) 而误以为试剂加错了, 因而边做边相互询问, 带来较大的操作误差。
不过我想该改进方法可以作为参考，具体的Na 2S 2O 3用量改变以符合我们的实验，还需进一步实验的探讨。
七、参考文献[1]“碘钟”反应的动力学应用《物理化学实验》唐林，孟阿兰，刘红天编 2008[2]过二硫酸铵与碘化钾反应速度和活化能测定方法微型化的探索天津师大学报 1992年 [3]“碘钟”反应《物理化学实验》罗澄源等编 1991[4]S 2O 42-与I －反应动力学参数测定实验的改进山东轻工业学院学报刘耘,张久恺 1 9 9 4 年1 2 月。