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K2S2O8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S2O82- +2 l_ = 12 + 2 SO42-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 = -d S2O82- /dt= k S2O82-m I -n通常人们认为S2O82-氧化I-通常经历两个步骤S2O82- + I-=3IS2O8-00000000000001）3IS2O8 -+ I-=I 2 + 2 SO42-000

2、00000反应（1）为速控步骤，则其速率方程为-dS2O82-/dt= kS2O82-l-若I-不变（门 目2。82-）则其速率方程为-dS2O82- / dt= ki S2O82-ki= kI-,上述反应假定为准一级反应，则In S2O82- = kit +n S2O82- 以In S2O82-对时间t作图，即可求得反应速率常数k 1为了保持I-不变，本实验采用加入S2O32方法：2 S2O32-+ 12 = 2 I-+ S4O62-此反应很快，可认为瞬间完成。由加入的Na2&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Na2S2O3的量，从而求出此时刻的S2O82-，得到一系列K

3、2S2O8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lnK = Ea/RT+lnA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 O 8 0 .0 5 0 mol L-1) KI (0. 100 mol L-1) Na2S2O3 (0.01 2 5 mol L-1)淀粉(1%,W /V)流程：1 恒温槽调至所需温度，恒温。2

4、 .大试管装入2 5 ml蒸馏水，10 ml KI溶液，2 ml淀粉液，宀 恒温10分钟K 2S 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l 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 O 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，立即再加入3 0 0卩l Na2S 20 3，搅拌溶液，开动秒表，继续计时 颜色变化暂停记时，重复记五次。四原始数据及数据处理22 C25 C28 C31 C34 CS2O82-In S2O82-tl49”738 ”125” 1823”713”280.0

5、266-3.629t297”663 ”858”7141”2431”430.0261-3.646t3137”192 ”174” 0259”054”770.0256-3.682t4173”4138”295” 8777”2767”490.0252-3.682t52T06”7160”62121”093”380”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Na2&03来维持I-在反应过程中不变。（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

6、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 S2O82- =-kit+ln S2O82-。如果固定反应后，0082-不变，即Kt= In S2O82-。- In S2O82-=C（常数） （11）对上式左右取对数得In k+ln t= In C将上式代入（10）式得：In C -In t= Ea/RT +lnA 整理得In t= In C+Ea/RT-lnA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Fe3 +, 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 208 ,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