文档介绍:B-Z振荡反应
姓名:何一白 学号:08 班级:化22
试验日期:11月6日
提交汇报日期:11月22日
带试验老师姓名:王振华
引言(简明试验目标/原理)
试验目标
了解Belousov-Zhabotinski反应机理
经过测定电位-时间曲线球振荡反应表观活化能
化学震荡:反应系统中一些物理量(如组分浓度)随时间做周期性改变
B-Z反应机理:在硫酸介质中以金属铈离子做催化剂条件下,丙二酸被溴酸氧化——FKN机理(共十步)系统中[Br-]、[HBrO2],[Ce4+]/[Ce3+]全部随时间做周期性改变。
测量及数据:我们用溴离子选择电极和铂丝电极分别测定[Br-]和[Ce4+]/[Ce3+]随时间改变曲线,处理数据得到诱导期时间及震荡周期。由1/t诱,1/t振分别衡量诱导期和振荡周期反应速率快慢,综合不一样温度下t诱和t振,估算表观活化能E诱,E振。
2 试验操作
试验药品、仪器型号及测试装置示意图
试验仪器
计算机及接口一套;HS-4 型精密恒温浴槽;电磁搅拌器;反应器1 个;铂电极1
个;
饱和甘汞电极1 个;滴瓶3 个;量筒3 个;2ml 移液管1 支;洗瓶1 个;镊子1 把;
试验药品
mol/L 硝酸铈铵; mol/L 丙二酸; mol/L 溴酸钾; mol/L 硫酸。
试验条件(试验温度、湿度、压力等)
℃,
试验操作步骤及方法关键点
。
(图1 所表示)接好线路。
图1 . B-Z振荡反应试验装置图
,准备数据采集。
℃。分别取7ml丙二酸、15ml溴酸钾、18ml硫酸溶液于洁净反应器中,开动搅拌。打开数据统计设备,开始数据采集,待基线走稳后,用移液管加入2ml硝酸铈铵溶液。
,观察反应曲线,出现振荡后,待振荡周期完整反复8~10次后,停止数据统计,保留数据文件后统计恒温槽温度,从数据文件中读出对应诱导期t诱和振荡周期t振。
℃,反复步骤4和5,反复次数5次。
注意事项:
1. 各个组分混合次序对体系振荡行为有影响。应在丙二酸、溴酸钾、硫酸混合均匀后,且当统计仪基线走稳后,再加入硝酸铈铵溶液。
2. 反应温度可显著地改变诱导期和振荡周期,故应严格控制温度恒定。
3. 试验中溴酸钾试剂纯度要求高。
4. 配制硝酸铈铵溶液时候,一定要在硫酸介质中配制,预防发生水解呈浑浊。
5. 所使用反应容器一定要冲洗洁净,转子位置及速度全部必需加以控制。
3 结果和讨论
原始试验数据
第一组:T=20℃
依据试验测得数据在Origin中作图结果以下:
图2 20摄氏度时电位-时间曲线
第二组:T=25℃
依据试验测得数据在Origin中拟合作图得到结果以下:
图3 25摄氏度时电位-时间曲线
第三组:T=30℃
依据试验测得数据在Origin中拟合作图得到结果以下:
图4 30摄氏度时电位-时间曲线
第四组:T=35℃
依据试验测得数据在Origin中拟合作图得到结果以下:
图5 35摄氏度时电位-时间曲线
试验现象:
刚刚加入硝酸铈铵时,溶液显黄色,随即溶液颜色逐步变浅,在振荡过程中,当电位在最高点时黄色最深,然后逐步变浅,在最低点时几乎无色。
文件值
查阅表观活化能文件值得:E诱 = kJ/mol,E振 = kJ/mol
其它试验条件
。
、结果
求t诱和t振
依据自己统计诱导期起点时间,再依据BZ振荡曲线中取得诱导期终点,计算得出诱导期t诱,,然后将8次振荡周期最高点作为周期点,取平均作为振荡周期t振。得到诱导时间和振荡时间以下:
温度(℃)
20
25
30
35
t诱(s)
487
365
263
t振(s)
121
计算活化能
由:
t诱 r诱 =常数
又由:
lnk=lnA-
从而:
ln1/t诱 =lnA-
分别作ln(1/t诱)-1/T,ln(1/t振)-1/T图,由直线斜率再乘-