文档介绍：测定化学反应速率实验报告化学反应速率与活化能的测定实验目的、温度及催化剂对化学反应速率的影响。、反应级数、速率系数和反应的活化能。实验原理 2S2O8和KI在水溶液中发生如下反应: S2O82-(aq)+3I-(aq)=2SO42-(aq)+I3-(aq) 这个反应的平均反应速率为 v=- ?c(S2O8) ?t 2? =kc?(S2O82?)?c?(I?) 式中:v──反应的平均反应速率; ?c(S2O8 2? )──?t ? 时间内S2O82?的浓度变化; 2? c(S2O8k 2? ),c(I)──S2O8 ,I?的起始浓度; ──该反应的速率系数; 2?? ?,?──反应物S2O8,I的反应级数,?????为该反应的总级数。为了测出在一定时间内S2O82-的浓度变化,在混合(NH4)2S2O8和KI溶液的同时,加入一定体积的已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉,这样在反应进行的同时,还有以下反应发生: 2S2O3(aq)+I3(aq)══S4O6(aq)+3I(aq) 由于反应的速率比反应的大得多,由反应生成的I3-会立即与S2O32-反应生成无色的S4O62-和I-。这就是说,在反应开始的一段时间内,溶液呈无色,但当Na2S2O3一旦耗尽,由反应生成的微量I3-就会立即与淀粉作用,使溶液呈蓝色。由反应和的关系可以看出,每消耗1molS2O82-就要消耗2mol的S2O32-,即 12 2-- 2-- ?c=?c 由于在?t时间内,S2O32-已全部耗尽,所以?c实际上就是反应开始时Na2S2O3的浓度,即 2-2--?c=c0 这里的c0为Na2S2O3的起始浓度。在本实验中,由于每份混合液中Na2S2O3的起始浓度都相同,因而?c也是相同的,这样,只要记下从反应开始到出现蓝色所需要的时间,就可以算出一定温度下该反应的平均反应速率: v=? ?c(S2O8) ?t 2? =? ?c?S2O3 2?t 2? ? = c0?S2O3 2?t 2? ? 按照初始速率法,从不同浓度下测得的反应速率,即可求出该反应的反应级数α和β,进而求得反应的总级数,再由k?由Arrhenius方程得 v c ? ?S 2 O8 2? ??c?I? ? ? 求出反应的速率系数k。 lg?k??A? 式中:Ea──反应的活化能; R──摩尔气体常数,R=J·mol-1·K-1;T──热力学温度 Ea?? 求出不同温度时的k值后,以lg?k?对作图,可得一直线,由直线的斜率??? ?? 1 可求得反应的活化能Ea。 Cu2+可以加快(NH4)2S2O8与KI反应的速率,Cu2+的加入量不同,加快的反应速率也不同。仪器、药品及材料仪器:恒温水浴一台,烧杯5个,量筒[10ml4个,分别贴上·L-1(NH4)2S2O8,·L-1KI,·L-1KNO3,·L-1(NH4)2SO4;5ml2个,分别贴上mol·LNa2S2O3,%淀粉],秒表1块,玻璃棒或电磁搅拌器。药品:(NH4)2S2O,KI,Na2S2O,KNO,···(NH4)2SO4,淀粉溶液,Cu(NO3)2。-1 实验步骤 ,求反应级数、速率系数在室温下,按表1所列各反应物用量,用量筒准确量取各各试剂,除·L-1(NH4)2S2O8溶液外,其余各试剂均可按用量混合在各编号烧杯中,当加入·L-1(NH4)2S2O8溶液时,立即计时,并把溶液混合均匀,等溶液变蓝时停止计时,记下时间?t和室温。计算每次实验的反应速率v,并填入表1中。表1浓度对反应速率的影响室温:15℃用表1中实验1、2、3的数据,依据初始速率法求α;用实验1、4、5的数据,求出β, 再求出;再由公式k? v c ? ?S 2 O8 2? ??c?I? ? ? 求出各实验的k,填表。由图可知直线斜率分别为α≈1β≈1,所求反应级数为α+β=2 ,求活化能按表1中实验1的试剂用量分别在高于室温5℃、10℃和15℃的温度下进行实验。这样就可测得这三个温度下的反应时间,并计算三个温度下的反应速率及速率系数,把数据和实验结果填入表2中。表2温度对反应速率的影响-1 利用表2中各次实验的k和T,作lg{k}-T图,求出直线的斜率,进而求出反应的活化能Ea Ea=直线斜率×-由图可求K=进而求的Ea= ,按表1中实验1的试剂用量,再分别加入1滴、5滴、10滴·LCu(NO3)2 溶液[为使总体积和离子强度一致,不足10滴的用·L-1(NH4)2SO4溶液补充]。表3催化剂对反应速率的影响-1 将表3中的反应速率与表1中的进行比较,你能得出什么结论? 思考题 -的浓度变化来表示该反应的速率,则v和k是否和