碘钟反应实验.pptVIP

*碘钟反应实验教学目的1.测定过硫酸根离子与碘离子反应的反应级数、速率常数及反应活化能。2.理解碘钟反应的基本原理。3.了解初始浓度法测定动力学常数。实验原理介绍1.将过硫酸根与碘离子在溶有少量硫代硫酸钠与淀粉指示剂的情况下混合，混合液在特定的时间内保持无色，而后突然转变为蓝色。由于混合液由无色到蓝色这段时间可以精确计时，因此这一反应被称为碘钟反应。反应原理如下：S2O82-+2I-→2SO42-+I22S2O32-+I2→2I-+S4O62-又称初始速率法。固定其他反应条件不变，改变其中某一反应物的初始浓度，通过一系列实验获得初始浓度与反应初速率的关系，进而求得该反应物的分级数。该法的优点是可以避免产物对反应速率的影响。碘钟实验中，从反应开始到蓝色出现这段时间，可以用作反应初始速率的计算。2、初始浓度法对于碘钟反应，S2O82-+2I-→2SO42-+I2当采用初始速率法测定时，其反应速率又可写成：即得：当温度和溶液的离子强度不变时，其速率方程可表示为：取对数得：规定?t为从反应开始到蓝色出现这段时间，则?[I2]表示与硫代硫酸钠反应了的游离碘。假定每次实验时都加入等量的硫代硫酸钠，则?[I2]为一定值，右式中第一项ln(?[I2])可视为常数。温度不变时，右式第二项lnk亦为常数。此时，若保持I-浓度不变，以ln(?t)对ln[S2O82-]作图，所得直线斜率的负值即为m；保持[S2O82-]浓度不变，以ln(?t)对ln[I-]作图，所得直线斜率的负值即为n。将得到的m和n值代入下式，即可得到k值。根据阿仑尼乌斯方程：假定在实验温度范围内Ea不随温度改变，则可根上述方法，测得不同温度下反应的速率常数k，以lnk对1/T作图，由所得直线斜率求算活化能Ea。实验仪器及设备恒温水浴槽；10mL量筒4支、5mL量筒2支；秒表1块。0.1mol·L-1(NH4)2S2O8(或K2S2O8)溶液；0.1mol·L-1(NH4)2SO4(或K2SO4)溶液；0.005mol·L-1Na2S2O3标准溶液；0.1mol·L-1KI溶液；0.5%淀粉指示剂。实验内容和步骤1.按照表1所列数据将(NH4)2S2O8溶液及(NH4)2SO4溶液放入反应器a池，并加2mL0.5%淀粉指示剂；将KI溶液及Na2S2O3溶液加入b池。将b烧杯溶液迅速倒入a烧杯，并开始记时，来回晃动使混合均匀。当混合溶液变为蓝色即停止计时。注意，整个溶液应同时变为蓝色，否则说明溶液未混合均匀。编号0.1mol·L-1(NH4)2S2O8/ml0.1mol·L-1(NH4)2SO4/ml0.1mol·L-1KI/ml0.005mol·L-1Na2S2O3/ml1100105210210531041054106105586105666105746105表21-1初速度法各组试剂浓度及取量*