化学反应速率和活化能测定微型实验初探_王立平

（ ２ ）
５ Ｓ ２ ０ ８ 一＋ ５ Ｈ ２ Ｏ＝１ ０ Ｈ Ｓ Ｏ ４ 一＋Ｏ ３ ＋ Ｏ ２ ，（ ３ ）
（ Ｎ Ｈ ４ ）２ Ｓ ２ Ｏ ８ ＋Ｈ ２ Ｏ：（ Ｎ Ｈ ４ ） ２ Ｓ Ｏ ４ ＋Ｈ ２ Ｓ Ｏ ５ ，
（ ４ ）
方案 ， 使 用 的 主 要 试 剂 都 是 过 二 硫 酸 铵 ［ （ Ｎ Ｈ ） ： ｓ Ｏ 。 ］ 和碘 化 钾 ［ Ｋ Ｉ ． 这个 实 验方 案经 多年教 学 实践 ， 存 在 两 个 问题 ， 一是 过二 硫 酸铵 容 易 分 解 ， 往 往 导 致 实 验 的 主 要 测 量 参
３ ４・
陈 广 ， 杨晓 丽， 万 照 ： 化学反应速 率和活化能的测定实验的微型化研 究
的溶解度要小得多 ， 实验时溶液的浓度必须降低
陈 广 ， 杨晓丽 ， 万 照
（ 曲靖师范学院 摘 化学化 工学院， 云南 曲靖 ６ ５ ５ ０ １ １ ）
要： 针对化学反应速 率和 活化 能的测定实验 中普遍存在的试 剂易变质 、 试剂用量过大进 行 了准
微型化和微型化实验研 究， 其 中对 温度在对化学反应速率 中的影响 ， 没有 必要严格按温 差 １ ０ ％进 行 ， 只
需在 ｌ ０ ℃ 左右甚 至更小 的温差则可 以进行实验 ， 这 一实验改变以往化 学反 应速 率和 活化 能的测定 必须
在严格温差下进行 的惯例 ， 简化 了操作 ， 有效地提高 了实验效率．
关键词 ： 反应速率； 活化能 ； 微 型 化 中 图分 类号 ： ０ ６ ５ ２ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９—８ ８ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ３ ４～ ０ ５
定 实验根本 无法 进行 ． 基于 以上分 析 ， 我们 采 取 以下 改 进 措 施 ， 一

反应（2）比反应（1）快得多。一旦 NaS2O3耗尽，反应（1）生成的微量I3-就立即与 淀粉作用，使溶液呈蓝色。记下反应开始至溶 液出现蓝色的时间△t 。 由（1）和（2）可知： △c(S2O82-)＝△c(S2O32-)/2 又由于△t时间内S2O32-全部反应完，所以： r=-△c(S2O82-)/△t＝-△c(S2O32-)/2△t ＝ c(S2O32-)/2△t =kc(S2O82-)c(I-)
化学反应速率及活化能的测定
实验目的
·验证浓度、温度及催化剂对反应速率影响的理 论。 ·根据Arrhenius方程式，学会使用作图法测定反 应活化能。 ·巩固吸量管的使用及恒温操作。
实验原理 水溶液中，(NH4)S2O8和KI发生如下反应： S2O82-+3I-→2SO42-+I3(1) r=-△c(S2O82-)/△t=kc(S2O82-)mc(I-)n 该反应中，m=1,n=1。 为了测定△t内的△c(S2O82-) ，在反应开 始时，加入一定量的NaS2O3溶液和淀粉溶 液（做指示剂），这样在反应体系中还存 在以下反应： (2) 2S2O32-+ I3- →S4O62-+ 3I-
（2）温度对反应速率的影响 ·比室温约高20℃的条件下（用热水浴调节温 度），按表中IV的用量重复以上实验； ·比室温约高10℃的条件下（用热水浴调节温 度），按表中IV的用量重复以上实验。 （3）催化剂对化学反应速率的影响 ·按表中V的用量，在大试管中加入2滴Cu(NO3)2 溶液，搅匀，按本实验（1）的方法重复实验。
注意事项
·实验前预习有关移液管、吸量管的相关内容及 操作。 ·本实验成败的关键之一是所用溶液的浓度要准 确，因此各试剂的取用要“专管专用”，不要 污染试剂，从而改变试剂的浓度。

《基础化学实验》化学反应速率与活化能的测定【实验目的】1.考察反应物浓度，反应温度及催化剂对反应速率的影响2.学习反应级数的实验测定方法3.通过化学反应速率的测定，计算反应的活化能【预习作业】1.完整地写出本实验测定化学反应速率、活化能及影响化学反应速率因素的的实验流程图,并在流程中标注上测定的实验条件及保证实验准确度所采取的措施及缘由。

2.本方法还有改进的地方吗？极限性在那里？那些操作或实验条件会对实验结果有较大影响，那些可以忽略？3.测定化学反应速率还有什么其他方法吗？能否借助仪器监控浓度与时间的变化关系？预习时通过查阅文献至少写出其中一种，并给出设计思路。

【实验原理】在水溶液中(NH4)2S2O8氧化KI的反应如下：(NH4)2S2O8+2KI＝(NH4)2SO4+K2SO4+I2或S2O82-+2I-＝2SO42-+I2(1)在一定温度条件下，其反应的平均速率可以表示为：v=[S2O8t2]=k[S2O82-]m[I-]n为了测定反应速率，我们必须测定在t时间内[S2O82-]浓度的变化。

我们用淀粉作指示剂。

在过二硫酸铵与碘化钾两溶液混合前，先加入一定体积已知浓度的硫代硫酸钠溶液和淀粉溶液，由反应(1)释放的I2立即与Na2S2O3反应生成无色的S4O62-和I－：2S2O32-+I2=S4O62-+2I－(2)反应(2)的速率比反应(1)快得多。

当Na2S2O3耗尽时，由反应(1)生成的I2立即与淀粉作用，使溶液呈蓝色。

由反应(1)和(2)可知，S2O82-减少的量为S2O32-减少量的一半，所以[S2O8]=2-[S2O322]由于在t内Na2S2O3完全耗尽，所以[S2O32-]就是Na2S2O3的起始浓度。

实验时，记录从反应开始到溶液出现蓝色所用的时间t，由v=实验证明反应（1）的速率为：v=[S2O8t2[S2O8t2]求得反应速率。

]=k[S2O8][I]2-m-n对v=k[S2O82-]m[I-]n两边取对数，可得：lgv=lgk+mlg[S2O82-]+nlg[I-]当[I-]不变时，用lgv～lg[S2O82-]作图，得一直线，斜率m为相对于[S2O82-]的反应级数。

实验序号
1
2
3
4
5
KI （ mol·L-1 ）
0.0625 0.0625 0.0625 0.03125 0.01562
Na2S2O3 （ mol·L-1 ） 淀粉（ g·L-1 ）
0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
KNO3 （ mol·L-1 ） (NH4)2SO4 （ mol·L-1 ） (NH4)2S2O8 （ mol·L-1 ）
2021年6月24日星期四
基础化学实验
12
四、实验步骤
指形试管内试液的加入：
先加入
(NH4)2S2O8 （0.20mol·L-1）
后加入
KI（0.20mol·L-1）
Na2S2O3（0.010 mol·L-1） 淀粉（2g·L-1）
KNO3 （0.20mol·L-1） (NH4)2SO4（0.20mol·L-1）
28
)
+
lnc(I )
= lnc(I ) + C
lnv lnc(I ) 呈线性关系，直线斜率即为级数 。
2021年6月24日星期四
基础化学实验
5
同理，当温度T一定时（k恒定），如果 c(I )不变， 则：
lnv = lnk + lnc(S2O82- ) + lnc(I )
=
lnc(S
O2-
KNO3 （ mol·L-1 ） (NH4)2SO4 （ mol·L-1 ） (NH4)2S2O8 （ mol·L-1 ）
0
0
0 0.03125 0.04688
0 0.03125 0.04688 0