化学反应与活化能null实验六 化学反应速率与活化能实验六 化学反应速率与活化能【实验目的】
1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率,并计算反
应级数、反应速率常数和反应的活化能。
3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能;
4.学习数据处理的一般方法及作图法。【实验原理】【实验原理】对反应: 反应速率表示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。【实验原理】【实验原理】 在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应:其反应的微分速率方程可表示为:①S2O8 2 - +3 I ...
null实验六 化学反应速率与活化能实验六 化学反应速率与活化能【实验目的】
1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率,并计算反
应级数、反应速率常数和反应的活化能。
3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能;
4.学习数据处理的一般方法及作图法。【实验原理】【实验原理】对反应: 反应速率表示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。【实验原理】【实验原理】 在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应:其反应的微分速率方程可表示为:①S2O8 2 - +3 I - ==2 SO4 2- + I3 - (慢) (1) m+n=反应级数【实验原理】【实验原理】近似地用平均速率代替初速率: 2S2O3 2- + I3 - = S4 O6 2- + 3I - (快) ② 加入一定体积已知浓度的Na2S2O3 溶液和淀粉溶液,在反应(1)进行的同时 由①②式可得:【实验原理】【实验原理】 蓝色出现(淀粉与过量碘反应)标志着S2O3 2-全部耗尽,由S2O3 2-浓度的改变量可以得到 S2O8 2 - 浓度的改变量。
因此: 两边取对数,得
lgv = mlg[s2o82-] + nlg[I-] + lgk【实验原理】【实验原理】 [ I-]不变, lgv对lg[s2o82-] 作图,可得一直线,斜率即为m.
同样,保持[s2o82-] 不变,作图可计算n,从而可得反应级数。 通过m和n以及速率计算
,可以得到速率常数k.【实验原理】【实验原理】 利用阿仑尼乌斯方程:
求得不同温度下的k,以lgk对1/T作图,可以计算反应活化能。【基本操作】1. 量筒的作用
2. 秒表的使用
3. 作图方法【基本操作】实验用品:
仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计
液体药品:KI(0.20mol·L-1),Na2S2O3(0.010mol·L-1 )
淀粉溶液(0.4%),(NH4)2S2O8(0.20mol·L-1)
Cu(NO3)2(0.02mol.L-1),KNO3(0.20mol.L-1)
(NH4)2SO4(0.20mol.L-1),
材料:冰【实验内容】【实验内容】1、浓度对化学反应速率的影响 用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。20.0mL 0.20mol·L-1
KI溶液8.0mL 0.010mol.L-1
Na2S2O3溶液 2.0mL 0.2%
淀粉溶液 20.0mL 0.20mol·L-1 (NH4)2S2O8 溶液 混合均匀立即计时
不断搅动 迅速①②④③① 加20.0mL 0.20mol·dm-3 KI溶液
②加8.0mL 0.010mol·dm-3 Na2S2O3溶液
③ 加2.0mL 0.2%淀粉溶液
④混合均匀
⑤20.0mL 0.20mol·dm-3(NH4)2S2O8溶液
迅速倒入上述混合液中
⑥同时启动秒表,并不断搅动
⑦当溶液刚出现蓝色时,立即按停秒表,
记录反应时间和温度 表5-1 浓度对反应速率的影响 室温:表5-1 浓度对反应速率的影响 室温:2、温度对化学反应速率的影响2、温度对化学反应速率的影响① KI(10.0 mL)、Na2S2O3(8.0mL)、
KNO3(10mL )、淀粉溶液(2.0 mL)
混合于大烧杯 (按表1实验VI中的药品用量混合 )
② 取20.0mL (NH4)2S2O8于小烧杯
③ 大、小烧杯同时冰水浴,至低于室温10℃时,
迅速混合、计时并不断搅拌。
④ 当溶液刚出现蓝色时,记录反应时间。
(此实验编号记为VI。)同样方法在热水中进行高于室温10℃的实验。此实验编号记为VII
将此两次实验数据VI、VII和实验IV的数据记入表2中进行比较。null表5-2 温度对化学反应速率的影响3、催化剂对化学反应速率的影响3、催化剂对化学反应速率的影响①KI(10.0 mL)、Na2S2O3(8.0mL)、
KNO3(10mL )、淀粉溶液(2.0 mL)
混合于150mL烧杯 (按表1实验VI中的药品用量混合 )
②加入2滴Cu(NO3)2溶液,搅匀
③迅速加入过二硫酸铵溶液,搅动、计时
④与表5-1中实验VI 的反应速率定性地比较,结论:三、催化剂对化学反应速率的影响三、催化剂对化学反应速率的影响按表1实验IV的用量 四、数据记录及处理四、数据记录及处理lgν=mlg c S2O8 2 - + nlgc I - +lgk 1、反应级数和反应速率常数的计算null2、反应活化能的计算null注意:
(1)两人一组,分工协作,注意量筒编号。
(2)不同温度测定,采用冰水浴或热水浴控制温
度,加入过硫酸铵前先搅拌至热平衡。
(3)不同温度温差一般控制在10℃,高温不要超
过30 ℃
(4)注意记录温度
(5)使用作图纸画图,有条件的可以使用计算机
作图。
实验习
:1,3【 附注】【 附注】 本实验对试剂有一定的要求。碘化钾溶液应为无色透明溶液,不宜使用有碘析出的浅黄色溶液。过二硫酸铵溶液要新配制的,因为时间长了过二硫酸铵易分解。如所配制过二硫酸铵溶液的pH小于3,说明该试剂已有分解,不适合本实验使用。所用试剂中如混有少量Cu2+、Fe3+等杂质,对反应会有催化作用,必要时需滴入几滴0.10mol·L EDTA溶液。
在做温度对化学反应速率影响的实验时,如室温低于10℃,可将温度条件改为室温、高于室温10℃、高于室温20℃三种情况进行。【实验改进的参考】【实验改进的参考】(1)若提前配制Na2S2O3,可加少量Na2CO3作稳定剂。
(2)反应中的搅拌速度对反应时间也有影响,搅拌
的越快,反应时间越短。同一组实验,要用同一
种速度搅拌。
(3)为使实验测得的数值更准确,(NH4)2S2O8必须
最后加入,且要一次性快速加入。【微型实验改进】微型实验:
实验用的微型仪器
5ml(6孔)井穴板(2块):具有烧杯,试管,点滴板,试剂储瓶的一些功能,在这里主要用其代替100ml烧杯,作反应容器用。
多用滴管:具有储液,滴液和定量移取液的功能, 用于盛装和量取KI、Na2S2O3、淀粉溶液、KNO3、(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8等溶液。
玻璃毛细管:作搅拌用(若无时也可用牙签代替)
试剂用量为文献上常量的1/10。【微型实验改进】
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