化学反应速率与活化能的测定实验报告.doc

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化学反应速率与活化能的测定
(实验报告及数据处理)
实验目的
1. 了解浓度、温度及催化剂对化学反应速率的彫响。
2. 测定(NHJ 2S2O3与KI反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。
实验原理
(NH4)2S2Os和KI在水溶液中发生如下反应：
S2O82(aq)+ 3r(aq) = 2SO42(aq)+ I3(aq) (1)
这个反应的平均反应速率为
_ Ec(S2Os2_) J ~ ~Qt-
kca(S2Os2_)J:/7(r)
式中：V——反应的平均反应速率；
□c(S:Os2-) —— 口t时间内S:O82-的浓度变化：
C0OS”)，c(F) —— S2Os2-,厂的起始浓度；
k——该反应的速率系数；
a、卩 反应物S2Os2-,厂的反应级数，(a+0)为该反应的总级数。
为了测出在一定时间(Lit)内S2O82-的浓度变化，在混合(NH4)2S2Os和KI溶液的同时， 加入一定体积的己知浓度的Na2S?O3溶液和淀粉，这样在反应(1)进行的同时，还有以下反应 发生：
2S2O3A (aq) + I3"(aq)——S4O6：_(aq) + 3I_(aq) (2 )
由于反应(2)的速率比反应(1)的大得多，由反应(1)生成的I「会立即与S2O3：-反应生成
无色的S4O6:-和「这就是说，在反应开始的一段吋间内，溶液呈无色，但当Na2S2O3 一旦耗尽，
由反应(1)生成的微量13「就会立即与淀粉作用，使溶液呈蓝色。
由反应(1)和(2)的关系可以看出，每消耗1 mol S2O8:'就要消耗2mol的S2O3：-,即
LJc (sqf)=丄上 (s->o3:_)
2
由于在Dt时间内，S2O3：-已全部耗尽，所以UC (S2O3：-)实际上就是反应开始时Na?S2O3
的浓度，即
—Lie (S2O3')= Co (S2O3')
这里的Co (S2O3A)为Na2S2O3的起始浓度。在本实验中，市于每份混合液中Na2S2O3的起 始浓度都相同，因而Uc (s2o3：-)也是相同的，这样，只要记下从反应开始到出现蓝色所需要 的时间(Dt),就可以算出一定温度下该反应的平均反应速率：
-Dc(S2O82-) □c(S2O32_) co(S2O32-)
~ Dt ~ 2Dt 一 2Dt
按照初始速率法，从不同浓度下测得的反应速率，即可求出该反应的反应级数a和p ,进而求
市Arrhenius方程得
式中：Ea——反应的活化能;
R —— 摩尔气体常数，R二8. 314 J・inof・K'1 ;
T 热力学温度
1 ( E 、
求出不同温度时的k值后，以lg{k}对一作图，可得一直线，由直线的斜率 5—
(} T I 丿
可求得反应的活化能E^。
Cf可以加快(NHOzSzOs与KI反应的速率，Cf的加入最不同，加快的反应速率也不同。
仪器、药品及材料
仪器：恒温水浴一台，烧杯(50ml) 5个(标上1、2、3、4、5),最筒［10m