过氧化氢的分解

1、实验 过氧化氢的分解一、 实验目的1测定H2O2分解反应的速率系数和半衰期。2熟悉一级反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应的影响。3学会用图解法求一级反应的速率系数。二、 实验原理过氧化氢是很不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速度很慢。但加入催化剂时能促使H2O2较快分解，分解反应按下式进行： H2O2H2O+O2 (1)在催化剂KI作用下，H2O2分解反应的机理为：H2O2+KIKIO+ H2O （慢） (2)KIOKI+O2 （快） (3)KI与H2O2生成了中间产物KIO，改变了反应的机理，使反应的活化能降低，反应加快。反应（2）较（3）慢得多，成为H2O2分解的

2、控制步骤。H2O2分解反应速率表示为： r =反应速率方程为： =kc(H2O2)c(KI) (4)KI在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样（4）式可简化为： =kc(H2O2) (5)其中，k=kc (KI)，k与催化剂浓度成正比。由（5）式看出H2O2催化分解为一级反应，积分（5）式得：ln= - kt （6） 式中：c0H2O2的初始浓度；ct时刻H2O2的浓度。一级反应半衰期t为： t= (7)可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率系数成反比。本实验通过测定H2O2分解时放出O2的体积来求反应速率系数k。从H2O2= H2O+O2中可看出在一定温度、一定压力下反应所产生O2的

3、体积V与消耗掉的H2O2浓度成正比，完全分解时放出O2的体积V与H2O2溶液初始浓度c0成正比，其比例常数为定值，则c0V、c0(V-V)代入（6）式得： ln= - kt改写成直线方程式： ln= - kt + ln (8) 以ln(V-V)/V对t作图，得一直线，从斜率即可求出反应速率系数k。三、 仪器和药品仪器：磁力恒温搅拌器、温度测量控制仪药品：0.1mol/L KI溶液, 1.294mol/L H2O2溶液四、 实验步骤11.4molL-1H2O2溶液的配置和标定。量取14ml30%H2O2溶液与烧杯中，加蒸馏水86ml，混合均匀，装入塑料瓶中。其浓度大约为1.4 molL-1移取上

4、述溶液10ml于100ml容量瓶中，加水冲稀至刻度，混匀。再移取此溶液10ml于锥形瓶中，用量筒加入10ml3molL-1H2SO4溶液，用0.02molL-1KMnO4标准溶液滴定至淡红色为止，其滴定反应式如下：已知KMnO4溶液的浓度和滴定时所消耗KMnO4溶液的体积，可以计算出H2O2的浓度（重复滴定两次）2 将洗净烘干的锥形瓶按图201装好，检查是否漏气。3 水浴槽内放入自来水，调至室温，并维持恒定。4 取下锥形瓶，打开活塞8，将量气管水位调至0刻度处。移取5ml KI溶液和5ml蒸馏水于锥形瓶中，另外移取10ml H2O2溶液与小塑料瓶中，用镊子将小塑料瓶轻轻立于锥形瓶中，塞紧塞子，

5、移入水浴槽中。5 关闭活塞8，打开弹簧夹11，将量器管中的水放出5ml。6 开动电磁搅拌器，将锥形瓶中的塑料瓶摇倒，同时开动秒表记时。观察压力计，待压力计两边液面相平时，记下生成5ml氧气的时间。然后将量气管中的水再放出5ml，待压力计液面相平时，再记下时间。依次类推，直至放出50ml水为止。7 取下锥形瓶，打开活塞8，再将量气管水位调至0刻度处，移取10ml KI溶液与另一干净锥形瓶中，移取10ml H2O2溶液与小塑料瓶中，重复上述操作。8 将水浴温度分别升高3和6，并维持恒定。试剂用量同第一次实验，重复上述操作。9 用702P计算器进行数据处理。五、 关键操作及注意事项1 水浴槽温度应保持恒定，反应瓶移入水浴槽中需恒温10分钟后才能开始实验。2 搅拌速度要平稳适中，每次实验的搅拌速度尽量一致。六、 数据处理1 V的计算由分解反应方程式可知每分解出1molO2 需要2mol，令的初始浓度为c0,实验用溶液的体积为V（），则V可以用下式求出：式中：p大气压 室温下的水饱和蒸气压。2 根据实验数据（V，t）以ln（V-V/V）对t作图，有直线斜率求出反应速率系数k1，