碘钟反应.doc

“碘钟反应”的反应级数和活化能的测定1、 实验目的：1，通过实验测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数、反应级数和反应活化能，了解浓度、温度对化学反应速率的影响；2，学会并掌握用实验数据作图的方法来处理数据。2、 实验原理：在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应： S2O82-+2I-2SO42-+I2 (1)若在硫酸根和碘离子混合之前，先在碘化钾溶液中加入一定体积已知浓度的硫代硫酸钠标准溶液和淀粉溶液，这样反应（1）进行的同时也发生如下反应： 2S2O32-+I2S4O62-+2I- (2)反应（2）进行的非常快，几乎瞬间就可完成。而反应（1）比反映（2）要慢得多，所以由反应（1）看不到碘与淀粉作用所显示的蓝色。但，一旦硫代硫酸钠耗尽后，反应（1）生成的微量碘立即与淀粉作用，是溶液呈现蓝色。1， 反应级数和反应速率的确定 当温度一定时，反应速率方程可表示为： -dS2O82-/dt=kS2O82-mI-n (3) 而由实验条件，因为加入的硫代硫酸钠的量一样，则生成的碘的量一样为C，有： -dS2O82-/dt=- I-/ t=-C/t （4）将（4）式代入（3）式，并对两边取对数，于是：ln1/t=lnk+mlnS2O82-+nlnI-C当I-不变时，以ln1/t对lnS2O82-作图，由斜率求m，同理求n，再由（3）可求k2， 反应活化能的测定 阿伦尼乌斯公式有：k=Ae-Ea/RT，其对数形式：lnk=lnA-Ea/RT 则在实验温度范围内，以lnk对1/T作图，从直线的斜率即可求得活化能Ea的值。三、实验仪器与试剂：烧杯数支(50mL)，秒表1支，移液管数支，恒温槽，玻璃棒，吸耳球（NH4)2S2O8(0.1mol/L)溶液；(NH4)2SO4(0.1)mol/L）溶液；Na2S2O3(0.005mol/L)标准溶液；KI溶液（0.1mol/L）；淀粉溶液（0.4）；KNO3溶液（0.2mol/L）四、实验步骤：1，按下表所列数据配比溶液，对应烧杯分别放在20的恒温槽中恒温5分钟，将A倒入B，同时按下秒表，记录从反应开始到出现蓝色所需要的时间： 表1 t=20 组别溶液12345A0.2M KI10101052.50.01M Na2S2O3 444440.4 淀粉溶液111110.2M KNO300057.5B0.2M (NH4)2SO4057.5000.2M (NH4)2S2O81052.510102， 取第三组溶液分别再做30和40的实验。五，实验原始数据及数据处理：原始数据：2530400.2M (NH4)2S2O81052.510102.52.50.2M KI10101052.510100.01M Na2S2O3 44444440.4 淀粉溶液11111110.2M KNO300057.5000.2M (NH4)2SO4057.5007.57.5时间t/s21.0751.94105.9156.53118.9772.5330.38数据初步处理：(NH4)2S2O8溶液浓度(mol/L)0.080.040.020.080.08KI溶液浓度(mol/L)0.080.080.080.040.02Na2SO4溶液浓度(mol/L)0.00160.00160.00160.00160.0016时间t/s21.0751.94105.9156.53118.971，反应级数的确定序号过硫酸根浓度c（mol/L)时间t/slncln1/t10.0823.07-2.526-3.139 20.0451.94-3.129-3.950 30.02105.91-3.912-4.663 碘离子浓度c(mol/L)时间t/sln1/t40.0823.07-2.526-3.139 50.0456.53-3.129-4.035 60.02118.97-3.912-4.779 作图： 由上面的图像可得： m=1.090 n=1.1722,反应速率常数k和活化能Ea的确定温度T/K序号(NH4)2S2O8浓度（mol/L)KI浓度(mol/L）Na2S2O3浓度(mol/L)时间t/s反应速率常数k平均速率常数k1/Tlnk10.080.080.00223.070.04201 20.040.080.00251.940.03972 298.1530.020.080.002105.910.04146 0.040640.003354-3.2030 40.080.040.00256.530.03863 50.080.020.002118.970.04136 303.1560.020.080.00272.530.06055 0.060550.003299-2.8043 313.1570.020.080.00230.380.14455 0.144550.003193-1.9341 作