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量气法测定过氧化氢催化分解反应速率系数[精选]
华东理工大学 East China University of Science And Technology 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率系数 一、实验目的 测定H2O2分解反应的速率系数和级数; 了解一级反应的特点。 过氧化氢催化分解反应是一级反应 一级反应: 具有时间?1的量纲,表达为t?1。一级反应速率系数的值与浓度单位无关。 对t 作图是一条直线,斜率的负值即 。 二、实验原理 由此可见第一步是控制步骤,即整个反应的速率取决于第一步。因此,用慢反应的速率来表示整个反应的速率。 由一级反应的动力学特征可知:只要通过实验测得不同反应时刻t 时过氧化氢的浓度ct , 用 作图,由直线的斜率就可得到表观速率系数k1 在物理化学实验中测定的不是ct~t 的关系,而是物理性质与时间的关系,即物理量代浓度。 零时刻可以任意选取 三、仪器与试剂 试剂:H2O2溶液(3%), KI溶液(0.2mol/L) 仪器:H2O2分解测定装置, 超级恒温槽,5mL 移液管 四、实验步骤 调节超级恒温水槽的温度; 用双连球鼓气,使皂膜润湿气管壁,并在量气管下部压出3~5个皂膜备用(润湿和压皂膜时,三通都必须调至双连球和量气管两通的状态,皂膜压好后,三通可调至三不通状态备用); 向反应管中加入3%的H2O2溶液5mL及一个磁力搅拌子恒温10min,向小试管中加入0.2mol/L的KI溶液,恒温10min; 将KI溶液倒入反应管中,打开磁力搅拌器。 充分混合1~1.5min后,塞上反应管上的橡皮塞,同时旋转三通活塞至反应管和量气管两通的状态,使反应放出的氧气进入量气管。此时秒表开始,同时记录记下量气管中皂膜对应的位置读数Z0,以后每隔1min记录一次读数Zt ,共10次。 约二十分钟后,皂膜不再变化,记录皂膜位置读数为 。 实验注意事项: (1)润湿时,量气管中不能有肥皂泡沫存在,否则后面形成的皂膜易破裂。反应开始后,反应管和量气管的整个回路中不能有肥皂液液体存在,否则反应放出的氧气不能把皂膜升上去(液封)。 (2)记录Z0时, Z0的位置最好在45mL的刻度线以下,而且应记录2~3组皂膜的Z0位置,以防实验过程中你所观察的那个皂膜破裂时,无需重做实验。 (3)Z0 –Z1的值应在4mL~7mL之间,否则必须重做实验。如果Z0 –Z14mL,重做时可适当缩短反应混合时间,如果Z0 –Z17mL,重做时可适当延长反应混合时间。 (4)废液及搅拌子一起倒入烧杯中。 (5)反应管及小试管清洗后放回干燥箱,量气管清洗后倒置于铁架台上。 记录反应条件(包括实验温度t /℃,所用试剂的用量和浓度(注意测量精度,即量气管读数的有效数字,记录时小数点后应有两位数字)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∞ 数据记录(即本实验需测的原始数据): 五、数据记录与处理 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∞ 数据处理(注意有效数字的运算规则及对数的有效数字): (3)以 对t 作图,由直线斜率 k 求表观反应 速率系数 k1 ; 在直线上任取两点A( ),B( ), k= 写出计算过程; 求表观速率系数,k1=-k= 写出计算过程 (4)完成思考题并进行讨论。 (1)原始数据以表格的形式在报告中列出; (2)举一例写出数据处理的计算过程(要代入数据); 华东理工大学 East China University of Science And Technology
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