文档介绍：。。、反应级数、速率常数、活化能等重要概念和一级反应动力学的特点、规律。、温度等联系起来,建立反应速率方程,方程包含速率常数、反应级数、活化能和指前因子等特征参数,动力学实验主要就是测定这些特征参数。历史上,第一个定量研究的动力学问题是WilhelmyLF于1850年利用旋光仪测定蔗糖在酸催化下的转化速率。1862年deSaint和GillesLP研究了乙醇与乙酸的酯化反应以及逆反应乙酸乙酯的水解动力学。这些以后成了化学动力学的两个经典实验。1836年WaageP和GuldbergCM提出了质量作用定律,1889年Arrhenius提出著名的Arrhenius方程,使化学动力学深入发展。现在,宏观化学动力学的框架和基本规律已趋于完善。结合实验测定和机理研究,对于一般的气相反应、液相反应、聚合反应、爆炸反应、催化反应、生化反应、光化学反应和电化学反应,已经建立了各种与实际情况相适应的反应速率方程和反应机理,如浙江大学潘祖仁针对聚氯乙烯生产提出的反应机理得到广泛应用。目前,在工业应用上,化学动力学结合传递现象形成化学反应工程。向微观发展表现在建立了基元反应理论和分子动态学,李远哲就是研究分子动态学而获得1988年的诺贝尔化学奖。化学动力学不断蓬勃发展,其基础仍是各种动力学实验,我们应当逐步了解它。本实验讨论甲酸氧化反应的动力学问题,一定条件下它是简单的一级反应。甲酸被溴氧化的反应的计量方程式如下:HCOOH+Br2?CO2+2H++2Br–对此反应,除反应物外,[Br–]和[H+]对反应速度也有影响,严格的速率方程非常复杂。在实验中,当使Br–和H+过量、保持其浓度在反应过程中近似不变时,则反应速率方程式可写成:-d[Br2]/dt=k[HCOOH]m[Br2]n(11-1)如果HCOOH的初始浓度比Br2的初始浓度大得多,可认为在反应过程中保持不变,这时(11-1)式可写成:-d[Br2]/dt=kˊ[Br2]n(11-2)其中:kˊ=k[HCOOH]m(11-3)只要实验测得[Br2]随时间变化的函数关系,即可确定反应级数n和速度常系kˊ。如果在同一温度下,用两种不同浓度的HCOOH分别进行测定,则可得两个kˊ值。kˊ1=k[HCOOH]1m(11-4)kˊ2=k[HCOOH]2m(11-5)联立求解式(11-4)和(11-5),即可求出反应级数m和速度常数k。本实验采用电动势法跟踪Br2浓度随时间的变化,以饱和甘汞电极(或银—氯化银电极)和放在含Br2和Br–的反应溶液中的铂电极组成如下电池:(一)Hg,Hg2Cl2|Cl–||Br–,Br2|Pt(+)该电池的电动势是:E=E0Br2/Br–+(RT/2F)(ln[Br2]/[Br–]2)-E甘汞(11-6)当[Br–]很大,在反应过程中Br–浓度可认为保持不变,上式可写成:E=Const.+(RT/2F)(ln[Br2])(11-7)若甲酸氧化反应对Br2为一级,则-d[Br2]/dt=kˊ[Br2](11-8)积分,得ln[Br2]=Const.—kˊt(11-9)将(11-9)式代入(11-7)式,并