18试题BZ震荡反应

物理化学实验报告

BZ振荡反应

1.实验报告

（1）了解BZ反应的基本原理。

（2）观察化学振荡现象。

（3）练习用微机处理实验数据和作图。

2. 实验原理

化学振荡：反应系统中某些物理量随时间作周期性的变化。

BZ体系是指由溴酸盐，有机物在酸性介质中，在有（或无）金属离子催化剂作用下构成的体系。有苏联科学家Belousov发现，后经Zhabotinski发现而得名。

本实验以BrO3 ~ Ce+4 ~ CH2(COOH)2 ~ H2SO4作为反映体系。该体系的总反应为：

O4H3COCOOH2BrCHCOOH2CH2BrO2H222223 1

体系中存在着下面的反应过程。

过程A：

HOBrHBrO2HBrBrO2K32 2

2HOBrHBrHBrO3K2 3

过程B：

OH2BrOHHBrOBrO22K234 4

42K32CeHBrOHCeBrO5 5

HHOBrBrO2HBrO-3K26 6

Br- 的再生过程：

6H3CO4Ce2Br HOBrOHCOOHBrCH4Ce23K2247

当[Br-]足够高时，主要发生过程A，2反应是速率控制步骤。研究表明，当达到准定态时，有HBrOKKHBrO3322。

当[Br-]低时，发生过程B，Ce+3被氧化。4反应是速率控制步骤。4.5反应将自催化产生达到准定态时，有HBrO2KKHBrO3642。

可以看出：Br- 和BrO3是竞争HbrO2的。当K3 [Br- ]>K4[BrO3]时，自催化过程不可能发生。自催化是BZ振荡反应中必不可少的步骤，否则该振荡不能发生。研究表明，Br-的临界浓度为：

36334crit-BrO105BrOKKBr

凝固点降低法测定蔗糖分子量

1

为了提高本实验的准确度可以采用增加溶质浓度的方法增加值.

对

错

2

实验所用的内套管的要求必须保证结晶并干燥。

对

错

3

若溶质在溶液中有缔合现象，则摩尔质量的测定值偏小.

对

错

4

稀溶液依数性质只取决于溶剂的种类、数量和溶质分子的数目三种因素。

对

错

5

实验中如果发现溶液过冷过甚,最恰当的处理方式是什么?

6 A. 将该溶液倒掉,再重新开始

B. 停止实验,将溶液重新加热溶解后再测其凝固点

C. 不做任何处理,继续下面操作

D. 向该溶液内倒热水 用凝固点下降法测定溶质的摩尔质量,用到贝克曼温度计,本实验需要精确测定( )

7

测步冷曲线时,样品应(

)

8

实验中,什么时间( )对贝克曼温度计采零最合适.

9

测定溶液凝固点时,过冷温度不能超过 ℃?

10

寒剂温度对实验结果也有很大的影响,温度 会导致冷却太慢,温度

则测不出正确的凝固点.

11

使用空气夹套的作用：( ) A. 纯溶剂的凝固点

B. 溶液的凝固点

C. 溶液和纯溶剂凝固点的差值

D. 可溶性溶质的凝固点

A. 后期快速冷却而前期缓慢冷却

B. 快速冷却

C. 前期快速冷却而后期缓慢冷却

D. 缓慢而均匀地冷却

A. 一进实验室时

B. 内套管装纯溶剂前

C. 感温元件放入纯溶剂前

D. 任意时刻 12

若溶质在溶液中有离解现象,p则摩尔质量的测定值 （填偏大或偏小或不变）

13

什么叫凝固点?凝固点降低的公式在什么条件下才适用?它能否用于电解质溶液?

14

在凝固点降低法测定摩尔质量实验中,实验测量成败的关键是什么?

15

在凝固点降低法测定摩尔质量实验中,为什么要使用空气夹套?过冷太甚有何弊病?

B-Z振荡反应

姓名：刘若晴 学号：2007011980 班级：材72

同组实验者：穆浩远、曾燕群 带实验的老师：王老师

1 引言（简明的实验目的/原理）

实验目的：

1．了解Belousov-Zhabotinski反应（简称B-Z反应）的机理。

2．通过测定电位——时间曲线求得振荡反应的表观活化能。

实验原理：

所谓化学振荡就是反应系统中某些物理量如组分的浓度随时间作周期性的变化。1958年，Belousov首次报道在以金属铈离子作催化剂的条件下，柠檬酸被溴酸氧化的均相系统可呈现这种化学振荡现象。随后，Zhabotinsky继续了该反应的研究。到目前为止，人们发现了一大批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统。例如，除了柠檬酸外，还有许多有机酸（如丙二酸、苹果酸、丁酮二酸等）的溴酸氧化反应系统能出现振荡现象，而且所用的催化剂也不限于金属铈离子，铁和锰等金属离子可起同样的作用。后来，人们笼统地称这类反应为B-Z反应。目前，B-Z反应是最引人注目的实验研究和理论分析的对象之一。该系统相对来说比较简单，其振荡现象易从实验中观察到。由实验测得的B-Z体系典型铈离子和溴离子浓度的振荡曲线如图1所示。

图1：B-Z体系典型铈离子和溴离子浓度的振荡曲线

关于B－Z反应的机理，目前为人们普遍接受的是关于在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂的条件下，丙二酸被溴酸氧化的机理，简称为FKN机理。其主要的反应步骤及各步骤的速率或速率系数归纳如下：

FKN机理

序号 机理步骤 速率或速率常数

（1） 22HOBrBrHBrHO 1116291110108sksdmmolk

（2） HOBrHBrHBrOk222 16292102sdmmolk （3） HOBrHBrOHBrBrOk2332 19331.2sdmmolk

1 实验报告：BZ振荡反应

一．实验目的

1.了解BZ振荡反应的基本原理。

2.观察化学振荡现象。

3.练习用微机处理实验数据和作图。

二．实验原理

所谓化学振荡，就是反应系统中某些物理量（如某组分的浓度）随时间作周期性的变化。以BrO3 ~ Ce+4 ~ CH2(COOH)2 ~ H2SO4体系为例加以说明。该体系的总反应为：

O4H3COCOOH2BrCHCOOH2CH2BrO2H222223

体系中存在着下面的反应过程：

过程A：HOBrHBrO2HBrBrO2K32 （C21.B）

2HOBrHBrHBrO3K2 （C21.C）

过程B：OH2BrOHHBrOBrO22K234 （C21.D）

42K32CeHBrOHCeBrO5 （C21.E）

HHOBrBrO2HBrO-3K26 （C21.F）

Br- 的再生过程：

6H3CO4Ce2Br HOBrOHCOOHBrCH4Ce23K2247 （C21.G）

由反应C21.C和C21.D可以看出：Br- 和BrO3是竞争HbrO2的。当K3

[Br- ]>K4[BrO3]时，自催化过程C21.D不可能发生。自催化是BZ振荡反应中必不可少的步骤。否则该振荡不能发生。研究表明，Br-的临界浓度为： 2 36334crit-BrO105BrOKKBr （C21.1）

从加入硫酸铈铵到开始振荡的时间为t诱 ，诱导期与反应速率成反比，即

RTEAkt表诱exp1，并得到 RTEAt表诱＝-ln1ln （C21.2）