文档介绍：过氧化氢的催化分解一、实验目的: H 2O 2分解反应的速度常数和半衰期。 2 .熟悉一级反应特点,了解反应物浓度、温度、催化剂等因素对一级反应速度的影响。 ,学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。二、实验原理: 1. 凡反应速度只与反应物浓度的一次方成正比的反应,称为一级反应,实验证明H 2O 2的分解反应如下: 2H 2O 2→2H 2O+O 2(1) ,则其速度方程应是: 式中: C H2O2 —时间 t时的 H 2O 2浓度; k—反应速度常数。 ,如反应物浓度、搅拌速度、反应压力、温度、催化剂等等。某些催化剂可以明显的加速 H 2O 2的分解,它们有 Pt、 Ag 、 MnO 2、 FeCl 3 、碘化物。本实验用 I - (具体用 KI )作为催化剂。由于反应在均匀相(溶液)中进行,故称为均相催化反应。设该反应为一级反应,且按下列式进行: H 2O 2+I -→H 2O+ IO -( A) H 2O 2+ IO -→H 2O+O 2( B) 则因及其总反应速度为上两式之和,即: 则k AC I-=k BC IO-???? dt Cddt Cd B OHA OH??? OH OH kC dt dC ??)2(?? OH IO BI A kCkdt dC??? 2 2 2 2· H O A A H O I d C k C C dt ?? ?? ?? ? 2 2 2 2· H O B B H O IO d C k C C dt ?? ?? ?? ?亦即反应速度应为: 由于催化剂在反应前后的浓度是不变的, C I-或 C IO- 就可视为常数,令 k =2 k AC I-= 2k BC IO–最后得: 若反应( A )的速度慢于反应( B) ,则整个反应速度决定于反应( A) ,因而可假定其速度方程式,即为: 从而亦可简化为: 2 2 2 2 H O A H O IdC k C C dt ?? ??式( 3)表示, H 2O 2的分解反应为一级反应。尽管 k会因 C I–而变,但对 H 2O 2分解来说,则仍是一级反应。 lnC H2O2 =-kt+ lnC 0 H2O2 (4) 上式中 C 0 H2O2 是反应开始时 H 2O 2的浓度(摩尔/升) 公式(4)为直线方程,故我们若以 lnC H2O2 对时间作图而得一直线时,则可验证反应为一级反应。该直线之斜率为-k,截距为 lnC H2O2 。 H 2O 2浓度成正比,比例常数为定值,故在相应时间内分解放出氧的体积即可得出时刻 t的H 20 2浓度。令V f表示 H 2O 2全部分解时产生的 O 2气体体积。 Vt表示在 t时刻分解所放出的O 2气体体积,则显然 C 0 H2O2 ∞ V fC H2O2 ∞(V f -V t) 代入( 4)式,得: ln(V f -V t)=-kt+ lnV f (5) V f 可由 H 2O 2 的体积及浓度算出。标定 C H2O2 之方法如下:按其分解反应的化学方程式