化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測定實驗報告

為了測出在一定時間（為了測出在一定時間（t）內(nèi)S2O的濃度變化，在混合(NH4)2S2O8和KI溶液的同時，加由于在由于在t時間內(nèi)，S c（S 2O已全部耗盡，所以 2O）實際上就是反應(yīng)開始時Na2S2O3的－－c（S c 2O）= （S2O）這里的這里的 （S2O）為Na2S2O3的起始濃度。在本實驗中，由于每份混合液中Na2S2O3的起 2-始濃度都相同，因而始濃度都相同，因而c（S2O）也是相同的，這樣，只要記下從反應(yīng)開始到出現(xiàn)藍(lán)色所需要的時間（的時間（t） ，就可以算出一定溫度下該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率： 實驗?zāi)康?．了解濃度、溫度及催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2．測定（NH4）2S2O8與KI反應(yīng)的速率、反應(yīng)級數(shù)、速率系數(shù)和反應(yīng)的活化能。實驗原理（NH4）2S2O8和KI在水溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：S2O82-(aq)+3I-(aq)＝ 2SO42-(aq)+I-(aq)

v=-

c(S2O82)

kc(S2O82)c(I)式中：v──反應(yīng)的平均反應(yīng)速率；c(S2O82)── t時間內(nèi)S2O82的濃度變化；c(S2O82)，c(I)──S2O82，I的起始濃度； ──該反應(yīng)的速率系數(shù)；,──反應(yīng)物S2O82，I的反應(yīng)級數(shù)，為該反應(yīng)的總級數(shù)。入一定體積的已知濃度的Na2S2O3溶液和淀粉，這樣在反應(yīng)（1）進行的同時，還有以下反應(yīng)發(fā)2S2O32-(aq)+I3－(aq)══S4O62-(aq)+3I-(aq) 322-色的S4O62-和I-。這就是說，在反應(yīng)開始的一段時間內(nèi)，溶液呈無色，但當(dāng)Na2S2O3一旦耗盡，由反應(yīng)（1）生成的微量I－就會立即與淀粉作用，使溶液呈藍(lán)色。由反應(yīng)（1）和（2）的關(guān)系可以看出，每消耗1molS2O82-就要消耗2mol的S2O32-，即 ，即 2) cS2O32 c0S2O32 2t 2t始速率法，從不同濃度下測得的反應(yīng)速率，即可求出該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)α和β，進而求得

c

2

速率系數(shù)

由Arrhenius方程得a──反應(yīng)的活化能；aR──摩爾氣體常數(shù)，

R=8.314J·mol-1·K-1;──熱力學(xué)溫度

Ea

可求得反應(yīng)的活化能E。aCu2+可以加快(NH4)2S2O8與KI反應(yīng)的速率，Cu2+的加入量不同，加快的反應(yīng)速率也不同。儀器、藥品及材料儀器：恒溫水浴一臺，燒杯（50ml）5個（標(biāo)上1、2、3、4、5），量筒[10ml4個，分別貼上0.2mol·L-1(NH4)2S2O8，0.2mol·L-1KI，0.2mol·L-1KNO3，0.2mol·L-1(NH4)2SO4；5ml2個，分別貼上0.05mol·L-1Na2S2O3，0.2％淀粉]，秒表1塊，玻璃棒或電磁攪拌器。 實驗步驟1.濃度對反應(yīng)速率的影響，求反應(yīng)級數(shù)、速率系數(shù)在室溫下，按表1所列各反應(yīng)物用量，用量筒準(zhǔn)確量取各各試劑，除0.2mol·L-1(NH4)2S2O8溶液外，其余各試劑均可按用量混合在各編號燒杯中，當(dāng)加入0.2mol·L-1(NH4)2S2O8溶液時，立即計時，記下時間t和室溫。速率

v，并填入表1中。和和T，作lg｛k｝-T實驗編號

表1濃度對反應(yīng)速率的影響2

V[(NH4)2S2O8]/mLV(KI)/mLV(Na2S2O3)/mLV(KNO3)/mLV[(NH4)2SO4]/mLV(淀粉溶液)/mLC0(S2O82-)/(mol·L-1)C0(I-)/(mol·L-1)C0(S2O32-)/(mol·L-1)△t/sv/（mol·L-1·s-1）k/[(mol·L-1)1-α-β·s-1]53用表1中實驗1、2、3的數(shù)據(jù)，依據(jù)初始速率法求α；用實驗1、4、5的數(shù)據(jù)，求出β，再

c

2

k，填表。 2.溫度對反應(yīng)速率的影響，求活化能按表1中實驗1的試劑用量分別在高于室溫5℃、10℃和15℃的溫度下進行實驗。這樣就個溫度下的反應(yīng)時間，并計算三個溫度下的反應(yīng)速率及速率系數(shù)，把數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果填入表2中。實驗編號

T/K

表2溫度對反應(yīng)速率的影響△t/sv/(mol·L-1·s-1)k/[(mol·L-1)1-α-β·s-1]lg｛k｝

/（K-1）利用表2中各次實驗的k -1圖，求出直線的斜率，進而求出反應(yīng)（1）的活化能Ea//(mol3.催化劑對反應(yīng)速率的影響溶液[為使總體積和離子強度一致，不足10滴的用0.2mol·L-1(NH4)2SO4溶液補充]。表3 加入Cu(NO3)2溶液(0.02mol·L-1)的滴數(shù)ts時間 ·L-1·s-1)將表3中