1。概述
化学反应速率用符号J或ξ表示,其定义为:
J=dξ/dt (3-1)
ξ为反应进度,单位是mol,t为时间,单位是s.所以单位时间的反应进度即为反应速率.
dξ=v-1BdnB (3-2)
将式(3—2)代入式(3-1)得:
J=v-1BdnB/dt
式中nB为物质B的物质的量,dnB/dt是物质B的物质的量对时间的变化率,vB为物质B的化学计量数(对反应物vB取负值,产物vB取正值)。反应速率J总为正值。J的单位是mol·s—1。
根据质量作用定律,若A与B按下式反应:
aA+bB→cC+dD
其反应速率方程为:
J=kca(A)cb(B)
k为反应速率常数。
a+b=n
n为反应级数。n=1称为一级反应,n=2为二级反应,三级反应较少。反应级数有时不能从方程式判定,如:
2HI→I2+H2
看起来是二级反应.实际上是一级反应,因为
HI→H+I(慢)
HI+H→H2+I(快)
I+I→I2(快)
反应决定于第一步慢反应,是一级反应。从上述可知,反应级数应由实验测定.
反应速率的测定
测定反应速率的方法很多,可直接分析反应物或产物浓度的变化,也可利用反应前后颜的改变、导电性的变化等来测定,如:
可通过分析溶液中Cl—离子浓度的增加,确定反应速率,也可利用反应物和产物颜不同,所导致的光学性质的差异进行测定。从上式还可以看到,反应前后离子个数和离子电荷数都有所改变,溶液的导电性有变化,所以也可用导电性的改变测定反应速率.概括地说,任何性质只要它与反应物(或产物)的浓度有函数关系,便可用来测定反应速率。但对于反应速率很快的
本实验测定(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)和KI反应的速率是利用一个
在水溶液中,(NH4)2S2O8和KI发生以下反应:
这个反应的平均反应速率可用下式表示
(NH4)2S2O8溶液和KI溶液混合时,同时加入一定体积的已知浓度的Na2S2O3
反应:
记录从反应开始到溶液出现蓝所需要的时间Δt。由于在Δt时间内
式中,{k}代表量k的数值。
可求得反应速率常数k.
化学实验报告根据阿伦尼乌斯公式:
率等于-Ea/2.303R,通过计算求出活化能Ea。
2.实验目的
(1)掌握浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响.
(2)测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率,并计算反应级数、反应速率常数及反应的活化能.
(3)初步练习用计算机进行数据处理。
3。实验内容
(1)实验浓度对化学反应速率的影响
在室温下,取3个量筒分别量取20ml 0.20mol·L—1 KI溶液、8。0ml 0.010 mol· L—1 Na2S2O3溶液和 4.0mL 0。2%淀粉溶液,均加到150mL烧杯中,混合均匀.再用另一个量筒取 20mL0。20mol· L—1(NH4)2S2O8溶液,快速加到烧杯中,同时开动秒表,并不断搅拌。当溶液刚出现蓝时,立即停秒表,记下时间及室温。
用同样的方法按照表3-1中的用量进行另外4次实验。为了使每次实验中的溶液的离子强度和总体积保持不变,不足的量分别用0。20mol·L—1 KNO3溶液和0.20mol·L—1(NH4)2SO4溶液补足。
表3-1 不同浓度时平均反应速率
用表中实验Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的数据作图求出a,用实验Ⅰ,Ⅳ,Ⅴ的数据作图求出b,然后再计算出反应速率常数k.
(2)温度对化学反应速率的影响
按表3—1实验Ⅳ中的用量,把KI,Na2S2O3,KNO3和淀粉的混合溶液加到150mL烧杯中,把(NH4)2S2O8溶液加到另一个烧杯中,并将两个烧杯放入冰水浴中冷却。等烧杯中的溶液都冷到O℃时,把(NH4)2S2O8溶液加到KI混合溶液中,同时开动秒表,并不断搅拌,当溶液刚出现蓝时,记下反应时间。
在10℃,20℃和30℃的条件下,重复上述实验.将结果填于表3-2中。用表3.2的数据,以lg{k}对1/T作图,求出反应(1)的活化能。
发布评论