文档介绍：碘钟反应
--S2O82-与I-反应动力学
吴莉
目录
目的要求
仪器、药品
数据记录与处理
注意事项
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
、温度对反应速率的影响。
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。
、作图法处理实验数据。
实验原理(1) --动力学推导
水溶液中,K2S2O8 与KI发生如下反应的离子方程式
S2O82-+2I-=I2+2SO42-
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动力学方程:
V=-d [S2O82-]/dt=k [S2O82-]m[I-]n
k 为特定温度下的反应速率常数;(m+n)为反应级数。
实验原理(1) --动力学推导
S2O82-氧化I-通常经历两个步骤
S2O82-+I-= [IS2O8]3-。。。。。。。。。。。。。(1)
[IS2O8]3-+ I- = I2+2SO42-。。。。。。。。(2)
反应(1)为速控步骤,则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt=k[S2O82-][I-]
若[I-]不变( [I-] > > [S2O82-])则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt=k1[S2O82-]
k1=k[I-],上述反应假定为准一级反应,则
㏑[S2O82-] =-k1t+㏑[S2O82-]0
以㏑[S2O82-] 对时间t作图,即可求得反应速率常数k1
实验原理(1) --补偿法测[S2O82-]
碘钟反应(补偿法):反应物或生成物浓度起了一定变化后测其时间间隔→化学反应速率
为了[I-] 不变 2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
开始时加入已知浓度的硫代硫酸钠和淀粉溶液,初始时S2O32- 能及时氧化掉生成的I2 。当少量的S2O32- 消耗完后,再产生的碘分子则会使溶液中的淀粉马上显现出蓝黑色,测出从开始反应至溶液变色的时间差距为Δt。
∴[S2O32-]和其用量→Δt →→[S2O82-]
实验原理(2) --活化能的测定
反应活化能的测定
根据Arrhenius 方程式
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
仪器、药品
量筒(10mL), 恒温水浴,秒表, 电磁搅拌,不锈钢环形搅拌器,反应大试管,移液管,洗耳球
(K2S2O8 ·L-1)KI (0. 100mol·L-1) Na2S2O3 (·L-1) 淀粉(1%,W /V)
实验步骤
氧化KI 的反应速率常数
,整理数据
实验步骤
,恒温。
,10mlKI溶液,2ml淀粉液,→恒温10分钟
K2S2O8放入容量瓶中→恒温10分钟