文档介绍：量气法测定过氧化氢催化分解
反应速率系数
一实验目的
测定H2O2分解反应的速率系数和级数，并了解一级反应的特点。
二实验原理
H2O2在没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，若用KI溶液为催化剂，则能加速其分解。
22KI22 （
该反应的机理是：
第一步）（OHKIOKIOH 222慢 + - +
第二步）（O21KIKIO 2快 + 4
由于第一步的反应速率比第二步慢得多，所以整个分解反应的速率取决于第一步。如果反
应速率用单位时间内H2O2浓度的减少表示，则它与 KI和H2O2的浓度成正比：
2O2HKI2O2H2O2H ddccktc=- （2-40）
式中c表示各物质的浓度（mol L-1），t为反应时间（s）,为反应速率系数，它的大小仅决定于温
度。2O
在反应过程中作为催化剂的 KI的浓度保持不变，令，则KI22 OHck
2O2H2O2H lddCktC=- （2-41）
式中k1为表观反应速率系数。此式表明，反应速率与 H2O2浓度的一次方成正比，故称为一级反
应。积分上式得：2 Hk 1 k=
J J 二-ttcctkccoiddo2 O2H2O2H
tkcct10l n- = (2-42)
在一定温度与催化剂浓度下，％为定值，所以对一级反应而言， c的值仅与t有关，而与反应
物初始浓度无关。
在H2O2催化分解过程中，t时刻H2O2的浓度Ct可通过测量在相应的时间内反应放岀的 02体积求
得。因为分解反应中，放岀 02的体积与已分解了的 H2O2浓度成正比，其比例常数为定值。令 V®表示 H2O2全部分解所放岀的02体积，Vt表示H2O2在t时刻放岀的02体积，则
,x<Vco)(ttVVc-
将上面的关系式代入式(2-89)，得到
tkVVVcctiotinln - = ®
(2-43) ®+- =- ZtkVVUn)ln( 1
若H2O2催化分解是一级反应，则以对t作图应得一直线。这种利用动力学方程的积分式来确
定反应级数的方法称为积分法，从直线的斜率可求出表观反应速率系数 k)l n(tVV-円。
如求反应的表观活化能 Ea，则通过测定不同温度下反应速率系数，根据阿仑尼乌斯
(Arrhennius)经验方程：
CTREk+- =1l na (2-44)
以ln k对作磴 -REa即可求得表观活化能 Ea。
三仪器与试剂
1
L）。0 ct T1
仪器：超级恒温槽，移液管 (5 mL)，实验装置见图2-32。
试剂：H 202溶液(3%)，KI 溶液(
四实验步骤
图2-32 H2O2分解测定装置
1-反应管； 2-搅拌子； 3-水浴夹套； 4-温度计；
5-磁力搅拌器； 6-三通活塞； 7-双连球；
8-橡皮滴头（内盛肥皂水）；9-量气管
调节超级恒温槽（见本书第五章§ 5-） ± ±.1C。
按图 2-32装好仪器。用双连球 7通过三通活塞 6向量气管鼓气，并压出皂膜润湿量气管内
壁，以防止实验过程中皂膜破裂。
在反应管中加入3% H2O2溶液5mL,将循环恒温水通入反应管外水浴夹套。同时在一小
试管中移入
l-1KI溶液5mL