试验九化学反应速率和活化能的测定.doc

试验九化学反应速率和活化能的测定.doc

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1、实验七化学反应速率与活化能的测定一、实验目的1.了解浓度、温度和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、速率和反应的活化能。3.练习作图法处理实验数据。学会秒表的使用技术。秒表的使用技术二、实验原理在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应:S2O+3I===2SO+I(aq)(1)这个反应的平均反应速率为:反应速率方程为:式中r是瞬时速率。若、是起始浓度,则r表示初速率(v0)。在实验中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。在此实验中近似地用平均速率代替初

2、速率:为了能测出反应在△t时间内S2O82-浓度的改变量,需要在混合(NH4)2S2O8和KI溶液的同时,加入一定体积已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液,这样在(1)进行的同时还进行着另一反应:2S2O32-+I3-===S4O62-+3I-(2)此反应几乎是瞬间完成,(1)反应比(2)反应慢得多。因此,反应(1)生成的I3-立即与S2O32-反应,生成无色S4O62-和I-,而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S2O32-消耗尽,(2)反应不进行,(1)反应还在进行,则生成的I3-遇淀粉呈蓝色

3、。从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间△t里,S2O32-浓度的改变值为:再从(1)和(2)反应对比,则得:通过改变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的不同时间间隔,即计算出反应物不同初始浓度的初速率,确定出速率方程和反应速率常数。三、实验用品仪器:恒温水浴1台,烧杯(50mL)5个、量筒(10mL4个,5mL2个)、秒表、温度计,玻璃棒或电磁搅拌器。液体药品:(NH4)2S2O8(0.20mol/L)、KI(0.20mol/L)、Na2S2O3(0.050mo

4、l/L)、KNO3(0.20mol/L)、(NH4)2SO4(0.20mol/L)、Cu(NO3)2(0.02mol/L)、淀粉溶液(0.2%)材料:坐标纸四、实验内容1.浓度对化学反应速率的影响,求反应级数、速率系数按下表各溶液用量进行实验。室温℃实验编号ⅠⅡⅢⅣⅤ试剂用量mL0.20mol/L(NH4)2S2O810.05.02.5010.010.00.20mol/LKI10.010.010.05.02.500.010mol/LNa2S2O33.03.03.03.03.00.4%淀粉溶液1.01

5、.01.01.01.00.20mol/LKNO30007.5015.00.20mol/L(NH4)2SO405.07.5000混合液中反应的起始始浓度mol/L(NH4)2S2O8KINa2S2O3反应时间△t/sS2O82-的浓度变化/mol/L反应速率r注意:①KI、Na2S2O3、淀粉、KNO3、(NH4)2SO4可使用同一个量筒量取,(NH4)2S2O8必须单独使用一个量筒;②KI、Na2S2O3、淀粉、KNO3、(NH4)2SO4混合均匀后,将(NH4)2S2O8溶液迅速倒入上述混合液中,

6、同时启动秒表,并且搅拌;③溶液刚出现蓝色立即按停秒表。问题:反应液中为什么加入KNO3、(NH4)2SO4?答:实验中(NH4)2S2O8、KI溶液不足量,分别用(NH4)2SO4、KNO3补足,目的是使反应液中的离子强度不变。问题:取(NH4)2S2O8试剂量筒没有专用,对实验有何影响?答:(NH4)2S2O8会与KI提前反应,会与Na2S2O3发生副反应,无法保证各自的初始浓度。问题:(NH4)2S2O8缓慢加入KI等混合溶液中,对实验有何影响?答:不能保证(NH4)2S2O8的初始浓度,测得的

7、反应速率减慢。2.温度对化学反应速率的影响按上表实验Ⅳ的药品用量,分别做低于室温10℃、高于室温10℃。其它操作步骤同实验1。实验编号ⅥⅣⅦ反应温度t/℃反应时间△t/s反应速率r注意:①实验低于或高于室温对反应速率的影响时,KI、Na2S2O3、淀粉、KNO3、(NH4)2SO4混合液和(NH4)2S2O8溶液要分别冷却或加热;②温度计必须分开,不能搞混;③反应时也要保持混合前的温度。3.催化剂对化学反应速率的影响按实验Ⅳ药品用量进行实验,在(NH4)2S2O8溶液加入KI混合液之前,先在KI混合

8、液中加入2滴Cu(NO3)2(0.02mol/L)溶液,搅匀,其它操作同实验1。五、数据处理1.反应级数和反应速率常数的计算两边取对数:当不变(实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)时,以对作图,得直线,斜率为m。同理,当不变(实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ)时,以对作图,得n,此反应级数为m+n。利用实验1一组实验数据即可求出反应速率常数k。实验编号ⅠⅡⅢⅣⅤMN反应速率常数k2.反应活化能的计算测出不同温度下的k值,以对作图,得直线,斜率为,可求出反应的活化能Ea。实验编号ⅥⅦⅣ反应速率常数k反应活化

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