反应速率和速率常数的测定

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1、1实验四化学反应速率—数据的表达与处理【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。2【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：①S2O82-+3I-==2SO42-+I3-(慢)(1)近似地用平均速率代替初速率：【实验原理】2S2O32-+I3-=S4O62-+3I-(快)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S2O82-+3I-==2SO42-+I3-(慢)(1)

2、4【实验原理】由于从反应开始到蓝色出现标志着S2O32-全部耗尽，所以从反应开始到出现蓝色这段时间△t里，S2O32-浓度的改变实际上就是Na2S2O3的起始浓度。实验中，通过改变反应物S2O82-和I-的初始浓度，测定消耗等量的S2O82-的物质的量浓度所需要的不同的时间间隔（△t），计算得到反应物不同初始浓度的初速率，进而确定该反应的微分速率方程和反应速率常数。51、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），Na2S2O

3、3（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6【实验内容】一、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II、III、IV、V的实验。10.0mL0.20mol·L-1KI溶液6.0mL0.010mol.L-1Na2S2O3溶液2.0mL0.4%淀粉溶液8.0mL0.20mol·L-1（NH4）2S2O8溶液混合均匀立即计时

4、不断搅动迅速①②④③①加10.0mL0.20mol·L-1KI溶液②加6.0mL0.010mol·L-1Na2S2O3溶液③加1.0mL0.4%淀粉溶液④混合均匀⑤8.0mL0.20mol·L-1（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实验成功的诀窍：刷干净，不混用，取得准，平行（搅拌量取），交流7实验编号IIIIIIIVV试剂用量mL0.20mol.L-1(NH4)2S2O88.04.02.08.08.00.20mol.L-1KI10

5、.010.010.05.02.50.010mol.L-1Na2S2O36.06.06.06.06.00.4%淀粉溶液1.01.01.01.01.00.20mol.L-1KNO30005.07.50.20mol.L-1(NH4)2SO404.06.000混合液中反应物的起始浓度mol.L-1(NH4)2S2O8KINa2S2O3反应时间Δt/sS2O82-的浓度变化△cS2O82-/mol.L-1反应速率v催化剂1滴六：与四相同，+8三、催化剂对化学反应速率的影响①KI（5.0mL）、Na2S2O3（6.0mL）、KNO

6、3（5.0mL）、淀粉溶液（1.0mL）混合于烧杯(按表1实验IV中的药品用量混合)②加入1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8-1中实验IV的反应速率定性地比较，结论：9四、数据记录及处理实验编号ⅠⅡⅢⅣⅤlgνlgcS2O82-lgcI-mn反应速率常数klgν=mlgcS2O82-+nlgcI-+lgk1、反应级数和反应速率常数的计算10lgν=mlgcS2O82-+nlgcI-+lgk斜率:m,n11【实验习题】1、在实验中为什么不先加入(NH4)2S2O8溶液最后加入KI溶

7、液？2、若不用S2O82-而用I3-或I-浓度变化来表示，反应速度常数是否一样？3、为什么在实验II、III、IV中加入KNO3或(NH4)2SO4溶液？4、每次实验的计时操作要注意什么？参考资料北京师范大学无机化学教研室等编.《无机化学实验》（第三版）.高等教育出版社,2002.8,117-12112【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

8、。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·LEDTA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。13【实验改进的参考】原文献：《化学反应速度和活化能实验的改进》，吕俊芳；刘启瑞；刘世业；陈小利