1.学习测定反应速率、反应级数和活化能的原理和方法。2.掌
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4. 反应容器(烧杯)要干燥干净,且烘干后要 先降至室温才能使用。
5.恒温水浴箱温度与反应溶液温度略有差别, 故恒温后应测定溶液温度。同样的,室温操作 也要测量溶液温度。
6.各次计时点(溶液显色程度)的观察要尽量 一致。
1.在向KI、淀粉和Na2S2O3混合溶液中加入 (NH4)2S2O8时,为什么必须越快越好?
用同样方法按表1的用量进行编号II、III、IV、V的实验。
表1 浓度对反应速率的影响实验记录表
实验编号
I
0.25mol.L-1 (NH4)2S2O8 20.0
0.25mol.L-1 KI
20.0
试剂用量
0.0补10充mKo+l和.L-水1Na2S2O3 8.0
mL
0.4%淀粉溶液 补充NH2+和.0
式:
ln
k1 k2
Ea R
T2 T1
来自百度文库T1 T2
可以求得活化能Ea.
一、浓度对化学反应速率的影响
20.0mL 0.25mol·L-1
KI溶液
①
20.0mL 0.25mol·L-1 (NH4)2S2O8 溶液
⑤
迅 速
① 加20.0mL 0.25mol·L-1 KI溶液
②加8.0mL 0.010mol·L-1 Na2S2O3溶液 ③ 加2.0mL 0.4%淀粉溶液
瞬时速率很难通过常规的化学手段获得 ,那我 们怎样测量这个反应的速率呢?
在赛跑中,我们往往通过设定一个起点和一个 终点,最先通过终点者速度最快,当然我们也 可以通过路程和时间计算出选手的速度。
同样的道理,我们给实验设定一个反应终点, 记录反应时间就可以计算出反应速率了,即用 反应初始阶段的平均速率近似的代替初始速率:
表1实验IV中的药品用量混合 )
2. 加入2滴0.02mol.L-1 Cu(NO3)2溶液,搅匀
3. 迅速加入过二硫酸铵溶液,搅动、计时 4. 与表8-1中实验IV 的反应速率定性地比较,
结论:
一、反应级数和反应速率常数的计算
表2 反应级数与反应速率常数计算表
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
lgv
lg c(S2O82 -) lg c(I-)
2. 取20.0mL (NH4)2S2O8于另一个小烧杯 3. 两个烧杯同时水浴,至高于室温10℃时,迅
速混合、计时并不断搅拌。
4. 当溶液刚出现蓝色时,记录反应时间。
三、催化剂对化学反应速率的影响
1. KI(10.0 mL)、Na2S2O3(8.0mL)、KNO3(10 mL)、
0.4%淀粉溶液(2.0 mL) 混合于100mL烧杯 (按
v
kcm (S2O82 )cn (I )
c(S2O82 ) t
那么这个终点怎样确定呢: 我们在反应体系中加入一定体积已知浓度的
Na2S2O3溶液和淀粉溶液,这样在主反应进行 的同时进行下面的反应:
2S2O3 2- + I2 = S4 O6 2- + 2I - (极快)
只要有Na2S2O3存在,主反应中产生的I2会迅速 被还原,当Na2S2O3被完全消耗时,主反应中 产生的I2会与淀粉结合使溶液变蓝,也就是终 点。
m
n 反应速率常数k
二、反应活化能的计算
表3 反应活化能计算表
组数 Δt/s k
T/K
Ⅳ
Ⅵ
Ea/J·mol-1
1. 事先练习秒表的使用,做到瞬间启动,瞬间 终止。
2. 各种试剂添加时要注意量筒的专用,一旦混 用将可能直接造成反应失败。
3. 在向KI、淀粉和Na2S2O3混合溶液中加入 (NH4)2S2O8时,要做到迅速全部倒入并同时计 时,而且一定要充分搅拌,搅拌状态要保持到 最后。
0.25mol.L-1KNO3 水 0
0.25mol.L-1 (NH4)2SO4 0
混合液中反应 物的起始浓度
mol.L-1
(NH4)2S2O8 KI
Na2S2O3
反应时间Δt/s
S2O82-的浓度变化△c(S2O8 2 -)/mol.L-1
II 10.0 20.0 8.0 2.0
0 10.0
III 5.0 20.0 8.0 2.0 0 15.0
后浓度的一 半
t
2t
t
2.v kcm (S2O82 )cn (I )
本实验中,两组实 验设计中相应反应
物初始浓度比
vⅠ 4m vⅢ
vⅠ 4n vⅤ
3. 当m=n=1时,代入一组数据到下式,可求得k:
v kcm (S2O82 )cn (I )
4. 测定不同温度下的k,则可根据阿仑尼乌斯公
在这段反应中:
c(S2O82 )
c(S2O32 ) 2
而S2O3 2-浓度的改变Δc(S2O3 2-) 实际上就是 Na2S2O3的起始浓度。据此推出以下公式:
8mL Na2S2O3稀 释到50mL
1. v c(S2O82 )
c(S2O32 )
8.0 103
2.搅拌是为了使反应体系充分混匀,如果先计 时后搅拌,就会使得反应时间延长,而先搅拌 后计时就相当于先起跑后计时。
3. 出现蓝色只是代表Na2S2O3混合已经完全反应 了,而主反应还会继续进行下去,出现蓝色只 是反应的初始阶段,以代表反应初的瞬时速率 。
4.正如第一题所述,本实验要求反应物迅速完 全混合,如果用移液管或滴定管,虽然体积更 精密,但是加入速度却难以保证,这对实验结 果影响会更大。
室温
IV
V
20.0 20.0
10.0 5.0
8.0
8.0
2.0
2.0
10.0 15.0
0
0
二、温度对化学反应速率的影响
1. KI(10.0 mL)、Na2S2O3(8.0mL)、 KNO3 (10mL )、0.4%淀粉溶液(2.0 mL) 混合 于100mL烧杯 (按表1实验IV中的药品用量混 合)
1.学习测定反应速率、反应级数和活化能的原理 和方法。
2.掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。
主反应:在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生 如下反应:
S2O8 2 - +2 I - =2 SO4 2- + I2 (慢)
(1)
其反应的微分速率方程可表示为:
v kcm (S2O82 )cn (I )
2.在加入(NH4)2S2O8时,先计时后搅拌或者先 搅拌后计时,对实验结果各有何影响?
3.反应溶液出现蓝色后,反应是否就终止了?
4.本实验都是用液体体积来表示各反应物用量 的。为什么加入试剂时不用移液管或滴定管而 用量筒?
欢迎走进化学实验
1. 本实验测量的是化学反应的初始瞬时速度, 而反应会在(NH4)2S2O8加入的同时开始,如果 缓慢加入,则初始反应物浓度就不再是设计浓 度了,相应的,反应速率会降低。
④混合均匀
8.0mL 0.010 mol.L-1
Na2S2O3溶液②
混合均匀 ④
立即计时 ⑤20.0mL 0.25mol·L-1(NH4)2S2O8溶液 不断搅动 迅速倒入上述混合液中
③
2.0mL 0.4% 淀粉溶液
⑥同时启动秒表,并不断搅动
终
⑦当溶液刚出现蓝色时,立即按停秒表,
点
记录反应时间和温度