BZ反应化学钟配方

化学震荡
一、碘钟反应
1.过氧化氢型碘钟
⑴所需药品
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。

⑵实验步骤
①溶液配置
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。

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。

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。

②碘钟配置
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%。

⑶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，接着又称琥珀色变逐渐加深，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。

2.过硫酸盐型碘钟
甲溶液：0.1mol/L(NH
4)
2
S
2
O
8
（或K
2
S
2
O
8
、Na
2
S
2
O
8
）溶液（过硫酸盐），
乙溶液：0.005mol/LNa
2S
2
O
3
标准溶液（硫代硫酸盐）
丙溶液：0.1mol/LKI溶液
丁溶液：0.1mol/L(NH
4)
2
SO
4
（或K
2
SO
4
、Na
2
SO
4
）溶液（硫酸盐）
戊溶液：0.5%淀粉指示剂
甲、丁、戊放入A容器
乙、丙加入B容器，25度10min后，B迅速加入A内。

10、6、4、5
在KI溶液，Na2S2O3溶液、淀粉溶液、KNO3溶液、（NH4)2S2O8溶液混合均匀后，将（NH4)2S2O8溶液倒入上述混合溶液时，为什么必须快速加入？
3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）
“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S2O32－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△[I2]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△[I2]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。

表2－21－1“碘钟”反应实验试剂配制计划
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?。