v1.0 可编辑可修改 碘钟反应
一 实验目的
1．了解浓度、温度对反应速率的影响。
2．学习测定K2S2O8 氧化KI 的反应速率常数及活化能的原理和方法。 3．练习用计算法、作图法处理实验数据。 二 实验原理
水溶液中，Ｋ2Ｓ2Ｏ8 与KI发生如下反应的离子方程式 S2O82-＋２I-＝I２＋２SO４2-
在温度和离子强度不变，反应速率与反应物浓度的关系可近似表示为即动力学方程： ?
Ｖ＝-d [S2O82-]／dt＝k [S2O82-]m[Ｉ-]n
通常人们认为S2O82-氧化I-通常经历两个步骤 S2O82-＋I-＝ [IS2O8]３-。。。。。。。。。。。。。（１） [IS2O8]３-＋ I- ＝ I２＋２SO４2-。。。。。。。。（２） 反应（１）为速控步骤，则其速率方程为 -d[S2O82-]／dt＝k[S2O82-][I-]
若[I-]不变（ [I-] > >[S2O82-]）则其速率方程为 -d[S2O82-]／dt＝k１[S2O82-]
k１＝k[I-]，上述反应假定为准一级反应，则 ㏑[S2O82-] ＝－k１t＋㏑[S2O82-]０
以㏑[S2O82-] 对时间t作图，即可求得反应速率常数k１
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v1.0 可编辑可修改 为了保持[I-] 不变，本实验采用加入S2O３2方法：
２S2O３2-＋I２＝２I-＋S４O６2- 此反应很快，可认为瞬间完成。由加入的 Na2S2O3的体积及其浓度，可以算出每次溶液呈现蓝色时所消耗的Na2S2O3的量，从而求出此时刻的S2O82-，得到一系列K2S2O8的浓度及其对应的反应时间，从而求的速率常数k1，改变反应温度，可求得不同反应温度的k1值，根据阿仑尼乌斯公式 Ｋ =Ａｅ－Ea/RT 取对数
㏑Ｋ＝－Ea/RT＋㏑Ａ
以㏑Ｋ对1/T 作图，求出直线斜率，即可求得活化能Ea 三 装置和流程简图
仪器： 恒温槽，电子秒表，微量注射器，量筒（10ml），移液管(25ml，10ml)，吸耳球，环形搅拌器，大试管，容量瓶，烧杯 试剂： (Ｋ2Ｓ2Ｏ8 ０.０５０mol·L-1)ＫＩ (0. １００mol·L-1) Na2S2O3 ２５mol·L-1) 淀粉 (１％，Ｗ /Ｖ) 流程：
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１.恒温槽调至所需温度，恒温。 ２.大试管装入２５ml蒸馏水，１０mlＫＩ溶液，２ml淀粉液，→恒温１０分钟 Ｋ2Ｓ2Ｏ8放入容量瓶中→恒温１０分钟 3． 用微量注射器取３００μl Na2Ｓ2Ｏ３注入大试管中，用环v1.0 可编辑可修改 四 原始数据及数据处理
22℃ 25℃ 28℃ 31℃ 34℃ [S2O82-] ㏑[S2O82-]t4’19”97 1 3’28”31 2’45”18 2’13”87 1’53”28 9’47”56 t2 6’33”68 5’08”71 4’01”24 3’21”43 13’27”31 9’52”31 t3 7’24”02 5’49”40 5’04”77 17’13”84 13’18”62 9’55”87 t4 7’47”27 6’37”49 21’06”37 16’40”62 12’31”00 9’53”93 8’10”24 t5
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五 实验结果及讨论 思考题：
1. 碘钟反应的基本条件是什么
答：（1）在反应过程中维持[I-]不变，为此本实验采用补偿法，通过加入一定浓度的Na2S2O3来维持[I-]在反应过程中不变。
（2）在测反应活化能时，要求在实验温度范围内Ea不随温度变化。 2.根据实验原理及实验方法，活化能的测定是否可以简化 答：可以。如果我们所需数据仅为活化能Ea，由书中式（7） ㏑[S2O82-] ＝－k１t＋㏑[S2O82-]０ 如果固定反应后，[S2O82-]不变，即 Kt=㏑[S2O82-]０㏑[S2O82-]=C(常数) ----------------------（11） 对上式左右取对数得㏑k+㏑t=㏑C
将上式代入（10）式得：㏑C -㏑t=－Ea/RT＋㏑Ａ 整理得
㏑t=㏑C+ Ea/RT-㏑Ａ作1/T对㏑t直线，斜率为Ea/R，即可求得Ea。
实验讨论
1. 所用的试剂若混有少量的Fe３+，Cu２+，对反应会有催化作用，必要时
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v1.0 可编辑可修改 要加入缓冲试剂，来消除这些离子的影响。 2. 向混合溶液中加入Ｋ2Ｓ2Ｏ8 ，要越快越好。
3. 为保证实验数据的准确性，在反应过程中要注意恒温的控制以及温度
的调节。
4. 实验温度不能太，否则速率太快不易控制，实验误差大。
5. KI溶液不稳定，易被空气氧化而使无色溶液变成淡黄色而导致反应时
间缩短，配好以后的三个小时内可照常使用。放置时间长若溶液变黄，可滴加Na2S,直至黄色褪去即可继续使用。
6. 反应中的搅拌速度对反应时间也有影响，搅拌得越快，反应时间越短。
同一组实验，要用同一种速度搅拌。
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碘钟反应实验报告
