碘钟反应实验报告

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Na2&03的体积及其浓度,可以算出每次溶液呈现蓝色时所消耗的
Na2S2O3的量,从而求出此时刻的S2O82-,得到一系列K2S2O8的浓度
及其对应的反应时间,从而求的速率常数ki,改变反应温度,可求得
不同反应温度的ki值,根据阿仑尼乌斯公式K=Ae-Ea/RT取对数
lnK = — Ea/RT+lnA
-3.629
t2
9'7”6
6'3 ”8
5'8”71
4'1”24
3'1”43
0.0261
-3.646
t3
13'7”1
9'2 ”1
7'4” 02
5'9”0
5'4”77
0.0256
-3.682
t4
17'3”4
13'8”2
9'5” 87
7'7”27
6'7”49
0.0252
-3.682
t5
2T06”7
16'0”62
In t= In C+Ea/RT-lnA作1/T对In t直线,斜率为Ea/R,即可求得Ea。
实验讨论
1.所用的试剂若混有少量的Fe3+,Cu2+,对反应会有催化作用,必要时 要加入缓冲试剂,来消除这些离子的影响。
2.向混合溶液中加入K2S208,要越快越好。
3.为保证实验数据的准确性,在反应过程中要注意恒温的控制以及温度
ki= k[I-],上述反应假定为准一级反应,则
In[S2O82-] = — kit+[n[S2O82-]°
以In[S2O82-]对时间t作图,即可求得反应速率常数k1
为了保持[I-]不变,本实验采用加入S2O32方法:
2S2O32-+ 12= 2 I-+S4O62-此反应很快,可认为瞬间完成。由加入的
动力学方程:
V = -d [S2O82-]/dt= k [S2O82-]m[ I -]n
通常人们认为S2O82-氧化I-通常经历两个步骤
反应(1)为速控步骤,则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt= k[S2O82-][l-]
若[I-]不变([门>>目2。82-])则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt= ki[S2O82-]
以InK对1/T作图,求出直线斜率,即可求得活化能Ea三装置和流程简图
仪器:
恒温槽,电子秒表,微量注射器,量筒(10ml),移液管(25ml,10ml), 吸耳球,环形搅拌器,大试管,容量瓶,烧杯
试剂:
(K2S2O80.0 5 0 mol L-1) KI (0.100mol L-1) Na2S2O3(0.01 2 5 mol L-1)淀粉(1%,W /V)
碘钟反应
一实验目的
1.了解浓度、温度对反应速率的影响。
2.学习测定K2S2O8氧化KI的反应速率常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。
二实验原理
水溶液中,K2S208与KI发生如下反应的离子方程式
S2O82-+2l_=12+ 2SO42-
在温度和离子强度不变,反应速率与反应物浓度的关系可近似表示为即
流程:
1•恒温槽调至所需温度,恒温。
2.大试管装入2 5ml蒸馏水,10ml KI溶液,2ml淀粉液,宀 恒温10分钟
K2S208放入容量瓶中T恒温10分钟
3.用微量注射器取3 0 0卩l Na2S20 3注入大试管中,用环 形搅拌器使其混合均匀。
4.移液管取10ml已恒温K 2S2O8注入大试管,流出一半时
12'1”0
9'3”3
8'0”24
0.0247
-3.பைடு நூலகம்00
五实验结果及讨论
思考题:
1.碘钟反应的基本条件是什么?
答:(1)在反应过程中维持[门不变,为此本实验采用补偿法,通过加入一 定浓度的Na2&03来维持[I-]在反应过程中不变。
(2)在测反应活化能时,要求在实验温度范围内Ea不随温度变化。
2•根据实验原理及实验方法,活化能的测定是否可以简化?
计时,至溶液颜色变蓝,暂停秒表,记下时间读数,立即再加
入3 0 0卩l Na2S20 3,搅拌溶液,开动秒表,继续计时 颜色变化暂停记时,重复记五次。
四原始数据及数据处理
22C
25C
28C
31C
34C
[S2O82-]
In[S2O82-]
tl
4'9”7
3'8 ”1
2'5” 18
2'3”7
1'3”28
0.0266
答:可以。如果我们所需数据仅为活化能Ea,由书中式(7)
In [S2O82-] =-kit+ln [S2O82-]。如果固定反应后,0082-]不变,即
Kt=In[S2O82-]。-In[S2O82-]=C(常数)(11)
对上式左右取对数得In k+ln t= In C
将上式代入(10)式得:In C -In t=—Ea/RT +lnA整理得
的调节。
4.实验温度不能太,否则速率太快不易控制,实验误差大。
5.KI溶液不稳定,易被空气氧化而使无色溶液变成淡黄色而导致反应时 间缩短,配好以后的三个小时内可照常使用。放置时间长若溶液变黄, 可滴加NazS,直至黄色褪去即可继续使用。
6.反应中的搅拌速度对反应时间也有影响, 搅拌得越快,反应时间越短 同一组实验,要用同一种速度搅拌。
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