碘钟反应实验报告

1、碘钟反应一实验目的1. 了解浓度、温度对反应速率的影响。2. 学习测定K 2S2O8氧化KI的反应速率常数及活化能的原理和方法。3. 练习用计算法、作图法处理实验数据。二实验原理水溶液中，K 2S 208与KI发生如下反应的离子方程式S20 82' +2 r = 12 + 2 S042-在温度和离子强度不变，反应速率与反应物浓度的关系可近似表示为即动力学方程：V 二d 金。82_/dt= k S2082_m I -通常人们认为S2O产氧化通常经历两个步骤S2O82' +1'=OODOCOOOCOOOO)00$' + 1=12+2 S0, 2-( 2 )O O O

2、 O 反应(1)为速控步骤，则其速率方扌呈为。-ds° 8 勺 / dt= kS20产r若门不变(门> >0o 82-)贝其速率方程为<so2_/dt= ki S2O产ki = kr,上述反应假定为准一级反应，则IMSPd =-kit +ln SO/。以In SO/一对时间t作图，即可求得反应速率常数kx为了保持门不变，本实验采用加入S20 3 2方法：2 S2O3 2-+ 12= 2 r+ S. 06 2 r此反应很快，可认为瞬间完成。由加入的Naz"03的体积及其浓度，可以算出每次溶液呈现蓝色时所消耗的N32-03的量，从而求出此时刻的S2082-,得

3、到一系列K2S2O8的浓度及其对应的反应 时间，从而求的速率常数ki,改变反应温度，可求得 不同反应温度的ki值，根据 阿仑尼乌斯公式K = Ae -Ea/RT取对数InK = Ea/RT + InA以InK对1/T作图，求出直线斜率，即可求得活化能Ea三装置和流程简图仪器：恒温槽，电子秒表，微量注射器，量筒(10ml),移液管(25ml, 10ml),吸耳 球，环形搅拌器，大试管，容量瓶，烧杯试剂：(K 2 S 2 0 8 0 . 0 5 0 mol L-l) KI (0. 100 mol Ll) Na2S2O3 (0.01 2 5 mol L-1)淀粉(1%,W /V)流程：1 恒温槽调至

4、所需温度，恒温。2 .大试管装入2 5 ml蒸憎水，10 ml KI溶液，2 ml淀粉液，宀 恒温10分钟K 2 S 20 8放入容量瓶中T恒温10分钟3. 用微量注射器取3 0 0卩1 Na2S 20 3注入大试管中，用环形搅拌器 使其混合均匀。4. 移液管取10 ml已恒温K 2S 2 0 8注入大试管，流出一半时计时，至溶液颜色变蓝，暂停秒表，记下时间读数，立即再加四原始数据及数据处理22 C25 C28 C31 C34 CS2O8-In S2082-tl4'9” 73 8 ”125” 182' 3” 7r 3” 280. 0266-3. 629t29 7” 6&

5、 3 ”858” 714 1 ” 243' 1” 430. 0261-3. 646t313, 7” 19 2 ”174” 025 9” 05'4” 770. 0256-3. 682t417 3” 4138” 295” 877, 7” 27& 7” 490. 0252-3. 682t52T06” 716'0” 6212 1” 09' 3” 38'0” 240. 0247-3. 700五实验结果及讨论思考题：1. 碘钟反应的基本条件是什么？答：(1)在反应过程中维持门不变，为此本实验采用补偿法，通过加入一 定浓度的NSPS来维持门在反应过程中不变。(

6、2)在测反应活化能时，要求在实验温度范围内Ea不随温度变化。2. 根据实验原理及实验方法，活化能的测定是否可以简化？答：可以。如果我们所需数据仅为活化能 Ea,由书中式(7)In S20s2_ =- kt +ln S2O尹o如果固定反应后,5。不变，即Kt= in S2082' o_n S20 82- =C (常数) (11)对上式左右取对数得In k+ In t= In C将上式代入(10)式得：In C - In t二一Ea/RT + InA整理得In t= In C+ Ea/RT- bA作1/T对In t直线，斜率为Ea/R,即可求得Ea。实验讨论1. 所用的试剂若混有少量的Fe= Cu2+,对反应会有催化作用，必要时 要加入缓冲试剂，来消除这些离子的影响。2. 向混合溶液中加入K 2S 20 8 ,要越快越好。3. 为保证实验数据的准确性，在反应过程中要注意恒温的控制以及温度的 调节。4. 实验温度不能太，否则速率太快不易控制，实验误差大。5. KI溶液不稳定，易被空气氧化而使无色溶液变成淡黄色而导致反应时 间缩短，配好以后的三个小时内可照常使用。放置时间长若溶液变黄, 可滴加Na?S直至黄色褪去即可