化学反应速率和活化能的测定ppt.ppt

化学反应速率与活化能的测定 一 实验目的 1 测定二硫酸铵与碘化钾的反应速率 并计算反应级数 反应速率常数与反应的活化能 2 了解浓度 温度与催化剂对反应速率的影响 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 NH4 2S2O8 3KI NH4 2SO4 K2SO4 KI3 1 其反应微分速率方程为 v kcm S2O82 cn I v为瞬时速率 c S2O82 c I 为起始浓度 k是反应速率常数 m与n之和是反应级数 实验测定的是一段时间间隔 t 内反应的平均速率vv c S2O82 t近似用平均速率代替初速率v kcm S2O82 cn I c S2O82 t为检出在 t内S2O82 浓度改变值 须混入一定体积已知浓度的Na2S2O3溶液与淀粉溶液 在反应 1 进行同时发生 2S2O32 I3 S4O62 3I 2 S2O82 3I 2SO42 I3 1 2S2O32 I3 S4O62 3I 2 2 比 1 进行得快得多 几乎瞬间完成 一旦Na2S2O3耗尽 反应 1 继续生成的I3 就与淀粉反应而呈现出特有的蓝色 从反应 1 和 2 可以看出 在 t内S2O82 的减小量为 c S2O82 c S2O32 2 通过改变S2O82 与I 的初始浓度 测定消耗等物质的量浓度的S2O82 所需要的不同 t 计算不同初始浓度的初速率 进而确定该反应的微分速率方程与反应级数 三 仪器药品 1 仪器大试管 小试管 10mL吸量管 秒表 量筒2 药品过二硫酸铵 碘化钾 硫代硫酸钠 硫酸铵 硝酸铜 淀粉溶液 四 实验步骤 1 浓度对化学反应的影响 计算k m n 在室温条件下 按表8 1配方横排取五组液体 先取完五组一种液体 再取第二种 例如 用量筒分别取20 0mL0 20mol L 1KI溶液 8 0mL0 010mol L 1Na2S2O3溶液与2 0mL0 4 淀粉溶液 全部倒入烧杯中 混合均匀为第一组 然后用另一量取20 0mL0 20mol L 1 NH4 2S2O8溶液 迅速倒入上述混合液中 同时按动秒表 并不停搅动 仔细观察 当溶液刚出现蓝色时 立即停止计时 记录反应时间和室温 2020 3 18 9 可编辑 2 温度对化学反应速率的影响取上面五组实验中最慢的一组 按表中药品用量 放入不同温度水浴中 当温度达到平衡时 将过二硫酸铵溶液迅速加入 重复上面实验 当溶液出现蓝色时 记录反应时间 表8 1 3 催化剂对化学反应速率的影响取上面五组实验中最慢的一组 按表中药品用量 在加2滴0 02mol L 1Cu NO3 2溶液后 重复上面实验 当溶液出现蓝色时 记录反应时间 将此实验数据与表的数据进行定性比较 看看催化剂对反应速度的影响 五 数据处理 1 反应级数与反应速率常数的计算对速率方程v kcm S2O82 cn I 两边取对数 lgv mlgc S2O82 nlgc I lgk以实验一 二 三中的lgv对lgc S2O82 作图 得一斜率为m的直线 以实验一 四 五中的lgv对lgc I 作图 可求得一斜率为n的直线 总反应级数为m n 将求得的m与n代入v kcm S2O82 cn I 便可求得反应速率常数 2 反应活化能的计算lgk A Ea 2 30RT Ea为反应活化能 R为摩尔气体常数 T为热力学温度 测出不同温度的k值 一lgk对1 T作图 可得一斜率为 Ea 2 30RT的直线 由斜率求出活化能Ea 3 误差计算 本实验活化能的测定值的误差不超过10 文献值 51 8kJ mol 1 六 思考题 1 反应中定量加入Na