化学反应速率和活化能的测定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/10,*,化学反应速率与活化能的测定,2021/10/10,1,一、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。,2021/10/10,2,二、实验原理,在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：,(,NH,4,),2,S,2,O,8,+3KI(NH,4,),2,SO,4,+K,2,SO,4,+KI,3,（1）,其反应微分速率方程为：,v=kc,m,（,S,2,O,8,2-,）,c,n,（,I,-,）,v,为瞬时速率，,c,（,S,2,O,8,2-,）,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。,2021/10/10,3,实验测定的是一段时间间隔（,t),内反应的平均,速率,v,v=-c,（,S,2,O,8,2-,）,/t,近似用平均速率代替初速率,v=kc,m,（,S,2,O,8,2-,）,c,n,（,I,-,）,=-c,（,S,2,O,8,2-,）,/t,为检出在,t,内,S,2,O,8,2-,浓度改变值，须混入一定体,积已知浓度的,Na,2,S,2,O,3,溶液与淀粉溶液,在反应（1）进,行同时发生：,2,S,2,O,3,2-,+I,3,-,S,4,O,6,2-,+3I,-,（2）,2021/10/10,4,S,2,O,8,2-,+3I,-,2SO,4,2-,+I,3,-,（1）,2S,2,O,3,2-,+I,3,-,S,4,O,6,2-,+3I,-,（2）,（2）,比（1）进行得快得多，几乎瞬间完成。一旦,Na,2,S,2,O,3,耗尽，反应（1）继续生成的,I,3,-,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,S,2,O,8,2-,的减小量为,c,（,S,2,O,8,2-,）,=c,（,S,2,O,3,2-,）,/2,2021/10/10,5,通过改变,S,2,O,8,2-,与,I,-,的初始浓度，测定消耗等物质的量浓度的,S,2,O,8,2-,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。,2021/10/10,6,三、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,2021/10/10,7,四、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20.0,mL 0.20molL,-1,KI,溶液，,8.0,mL 0.010molL,-1,Na,2,S,2,O,3,溶液与2.0,mL 0.4%,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20.0,mL 0.20molL,-1,(NH,4,),2,S,2,O,8,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。,2021/10/10,8,2,、,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。,2021/10/10,9,表,8-1,2021/10/10,10,3,、,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0.02,molL,-1,Cu(NO,3,),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。,2021/10/10,11,五、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=kc,m,（,S,2,O,8,2-,）,c,n,（,I,-,）,两边取对数：,lgv=mlgc,（,S,2,O,8,2-,）,+nlg,c,（,I,-,）,+lgk,以实验一，二，三中的,lgv,对,lgc,（,S,2,O,8,2-,）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=kc,m,（,S,2,O,8,2-,）,c,n,（,I,-,）,便可求得反应速率常数。,2021/10/10,12,2,、,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。,2021/10/10,13,3,、,误差计算,本实验活化能的测定值的误差不超过10%。,文献值：51.8,kJmol-1。,2021/10/10,14,六、思考题,1,、,反应中定量加入,Na,2,S,2,O,3,的作用是什么？,2,、下列情况对实验结果有什么影响？,取用(,NH,4,),2,S,2,O,8,和,KI,溶液的量筒没有分开。,溶液混合后不搅拌。,2021/10/10,15,