化学反应速率、

时间：2024-02-18 百科知识版权反馈

【摘要】：一、实验目的1. 了解浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。

一、实验目的

1. 了解浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。

2.测定（NH4）2S2O8与KI反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。

二、实验原理

在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应，即

反应的离子方程式为：

该反应的平均反应速率与反应物物质的量浓度的关系可用下式表示：

式中，Δc（S2O2－8）为S2O2－8在Δt时间内物质的量浓度的改变值；c（S2O2－8）、c（I－）分别为两种离子初始物质的量浓度（mol·L－1）；k为反应速率常数；m和n为反应级数。

为了能够测定Δc（S2O2－8），在混合NH( 4)2S2O8和KI溶液时，同时加入一定体积的已知浓度的Na2S2O3溶液和作为指示剂的淀粉溶液，这样在反应（1）进行的同时，也进行如下的反应：

反应（2）进行得非常快，几乎瞬间完成，而反应（1）则慢得多，所以由反应（1）生成的I－3立即与S2O2－3作用生成无色的S2O2－6和I－。因此，在反应开始阶段，看不到碘与淀粉作用而产生的特有的蓝色。但是，一旦Na2S2O3耗尽，反应（1）继续生成的微量I－3立即使淀粉溶液显示蓝色，所以蓝色的出现就标志着反应（2）的完成。

从反应方程式（1）、（2）的计量关系可以看出，S2O2－8物质的量浓度减少的量等于S2O2－3物质的量浓度减少量的一半，即

在固定c（S2O2－3），改变c（S2O2－8）和c（I－）的条件下进行一系列实验，测得不同条件下的反应速率，就能根据v＝kc（S2O2－8）m·c（I－）n的关系推出反应的反应级数。

再由下式可进一步求出反应速率常数k为

根据阿仑尼乌斯公式，反应速率常数k与反应温度T有如下关系

式中，Ea为反应的活化能；R为气体常数；T为绝对温度。因此，只要测得不同温度时的k值，以lgk对1／T作图可得一直线，由直线的斜率可求得反应的活化能Ea，即

三、仪器、药品及材料

1. 仪器

恒温水浴一台、烧杯（50m L） 5个（标上1、2、3、4、5）、量筒（10m L4个，分别贴上0.2mol·L－1（NH4）2S2O8、0.2mol·L－1KI、0.2mol·L－1KNO3、0.2mol·L－1 （NH4）2SO4，5m L量筒2个（分别贴上0.05mol·L－1Na2S2O3、0.2％淀粉）、秒表1块、玻璃棒或电磁搅拌器。

2. 药品

（NH4）2S2O8（0.2mol·L－1）、KI（0.2mol·L－1）、Na2S2O3（0.05mol·L－1）、KNO3 （0.2mol·L－1）、（NH4）2SO4（0.2mol·L－1）、淀粉溶液（0.2％）、Cu（NO3）2（0.02mol·L－1）。

四、实验步骤

1. 浓度对反应速率的影响，求反应级数、速率系数

在室温下，按表2.6所列各反应物用量，用量筒准确量取各试剂，除0.2mol·L－1 （NH4）2S2O8溶液外，其余各试剂均可按用量混合在各编号烧杯中；当加入0.2mol·L－1 （NH4）2S2O8溶液时立即计时，并把溶液混合均匀（用玻璃棒搅拌或把烧杯放在电磁搅拌器上搅拌），等溶液变蓝时停止计时，记下时间t和室温；计算每次实验的反应速率v。