7. 最后记录好数据后,求出相邻两数据的差值备查。
六、实验记录
实验温度:测量前T0= 25.1 ℃; 测量前Td= 24.9 ℃; 平均温度Tm= 25 ℃ 大气压强:测量前P0=101.94 kPa; 测量后 Pd= 101.98 kPa; 平均大气压强:101.96 kPa KI溶液原始浓度 c0= 1.0 mol/dm3; KI的反应液浓度cd= 0.0536 mol/dm3; H2O2溶液原始浓度c0= 0.88 mol/dm3; H2O2的反应液浓度cd= 0.047 mol/dm3。
表14.1 实验数据记录表
时间t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 O2体积Vt /cm3 时间t/min O2体积Vt /cm3 0 16 20.40 3.15 18 22.23 5.04 20 24.09 7.54 22 25.73 10.33 24 27.36 12.10 26 28.97 16.48 28 30.24 18.55 30 31.30
七、实验数据处理
1. 实验数据的校正
由于反应体系有水存在,故计量的氧气体积中有水蒸气存在,因此需要校正,扣除水蒸气。校正公式为: V校正?p水气??? ?V测量?1?p大气???2.不测V∞求取速率常数(参见郭子成等,简单一级反应数据处理的一个新模型, 化学通报, 2000,63(4),47)的方法。
将(14.4)式变形为:
V∞ - Vt = V∞e-kt (14.5)
将上式对时间求导数得:
dVt/dt = kV∞e-kt (14.6) 再取对数得:
ln(dVt/dt)= ln(kV∞)-kt (14.7)
显然,以ln(dVt/dt)对t 作图得一直线,由直线的斜率即可求得k。具体作法是:将测
得的Vt~t 数据作图并进行圆滑处理,在圆滑后的曲线上用镜面法求不同时刻t时的dVt/dt值,有了dVt/dt数据,即可按本法获取速率常数。dVt/dt值也可按等面积图解微分法在圆滑曲线上取值获得,具体方法见《物理化学》第四版,第212~215页例11.3.1(王正烈等编,高等教育出版社出版)。
表 14.2 不测V∞数据处理记录表1
时间t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 校前O2体积V/cm3 0 3.15 5.04 7.54 10.33 12.1 16.48 18.55 20.4 22.23 24.09 25.73 27.36 28.97 30.24 31.3 校后O2体积V/cm3 0 3.052 4.883 7.306 10.01 11.72 15.97 17.97 19.77 21.54 23.34 24.93 26.51 28.07 29.30 30.33 圆滑后O2体积V/cm3 -0.4238 2.481 5.265 7.930 10.48 12.90 15.21 17.39 19.46 21.41 23.23 24.94 26.53 27.99 29.34 30.57 dVt/dt 1.422 1.362 1.303 1.243 1.183 1.123 1.063 1.003 0.9433 0.8834 0.8235 0.7636 0.7037 0.6439 ln(dVt/dt) 0.3523 0.3093 0.2643 0.2173 0.1679 0.1159 0.06111 0.003135 -0.05841 -0.1240 -0.1942 -0.2697 -0.3514 -0.4403
直线的斜率m=-0.03,所以反应的速率常数k=-m=0.03min-1。
八 实验思考练习
⒈ 如何检查漏气?
答:观察几分钟,产生的肥皂泡不下降。
2. 若用加热法获得V∞,以ln(V∞-Vt)对t 作图,再求速率常数,其V∞、Vt 必须用公式 V校正 = V测量(1-P水/P大气)进行校正吗?
答:不需要校正。因为校正系数1-P水/P大气不变。
3.加入3%H2O2的量的多少对测定速率常数有否影响?KI的量呢? 答:H2O2的量的多少对测定速率常数无影响,催化剂KI的量有影响。