碘鐘實驗-反應級數(shù)與活化能之測定

1、.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊(為X軸)做圖,所得最小方差直線之斜率求此反應之活化能.活化能:5917.1×

2、;8.314 = 49.2 KJ/mol催化劑反應時間測定編號1.0 MNaI.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊碘鐘實驗

3、-反應級數(shù)與活化能之測定啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊實驗16 碘鐘實驗反應級數(shù)與活化能之測定B88901127 林勁

4、翰、實驗數(shù)據(jù)與結果（一） 初期反應速率法1. 反應時間測定編號0.20 MNaI(ml)0.20 MNaCl(ml)0.0050 MNa2S2O3(ml)2%澱粉(ml)0.10 MK2SO4(ml0.10 MK2S2O8(ml)反應時間(t）(sec)12.02.01.01.02.02.0777522.02.01.01.004.0373634.001.01.02.02.041392. 計算各反應物的起始濃度及試驗1、2、3的初速率：編號混合液中反應物起始濃度(M)平均時間t (sec)反應速率rate (M/sec)S2O32-S2O82-I-10.00050.020.0476.03.29&

5、#215;10-620.00050.040.0436.56.85×10-630.00050.020.0840.06.25×10-63. 計算相對於S2O82-和I-的反應級數(shù)m與n。（以二位有效數(shù)字表示）4. 計算本實驗之速率常數(shù)。5. 寫出正確之速率定律式rate = (4.15×10-3) S2O82-1.06 I-0.936. 自行設計實驗之取量預定變色時間：73 sec ；實測變色時間：73 sec試 劑預定取量(ml)試劑預定取量(ml)2% starch1.00.0050 M Na2S2O31.00.20 M NaI2.00.10 M K2S2O82.

6、080.20 M NaCl2.00.10 M K2SO42.0Compared with sample 1 (let K2S2O8 = x):（二） 積分作圖法1. 反應時間測定：編號2%澱粉(ml)1.0 MNaI(ml)0.20 MNa2S2O3(ml)蒸餾水(ml)0.15 MK2S2O8(ml)平均液溫：28反應時間(t, sec)11.05.05.51.55.051021.05.04.52.55.037131.05.03.53.55.028041.05.02.54.55.019151.05.01.55.55.011061.05.00.56.55.0402. 在此六次試驗中，反應物（N

7、aI、K2S2O8）之濃度均相同，僅是計時劑，Na2S2O3，用量不同。由於S2O32- = 2S2O82-，因此，當經(jīng)時間t，反應液變色時（即溶液中計時劑Na2S2O3用盡，溶液呈現(xiàn)深藍色），溶液中剩餘之S2O82-，可由反應液內所加入之Na2S2O3的量來計算：(1) 由各瓶中所加Na2S2O3體積及濃度，計算S2O32-莫耳數(shù)。編號0.20 MNa2S2O3(ml)S2O32-之莫耳數(shù)15.55.5×0.2×0.001 = 1.1×10-324.54.5×0.2×0.001 = 0.9×10-333.53.5×0.2&

8、#215;0.001 = 0.7×10-342.52.5×0.2×0.001 = 0.5×10-351.51.5×0.2×0.001 = 0.3×10-360.50.5×0.2×0.001 = 1.0×10-4(2) 計算溶液中S2O82-之莫耳數(shù)。S2O82-之莫耳數(shù) = 0.15×5.0×0.001 = 7.5×10-4 mol(3) 由S2O32- = 2S2O82-關係式，計算經(jīng)時間t後，每瓶中S2O82-之剩餘量(mol)，並計算其濃度( M, mol/L

9、)。編號S2O32-初始莫耳數(shù)AS2O82-初始莫耳數(shù)BS2O82-剩餘莫耳數(shù)B-A/211.1×10-37.5×10-42.0×10-429.0×10-47.5×10-43.0×10-437.0×10-47.5×10-44.0×10-445.0×10-47.5×10-45.0×10-453.0×10-47.5×10-46.0×10-461.0×10-47.5×10-47.0×10-4(4) 計算六次試驗之lnS2O

10、82-及1/S2O82-。編號S2O82-lnS2O82-1/S2O82-12.0×10-4-8.5175000.0023.0×10-4-8.1123333.3334.0×10-4-7.8242500.0045.0×10-4-7.6012000.0056.0×10-4-7.4191666.6767.0×10-4-7.2641428.57(5)詳列以上各步算式並列表表示此一部份計算結果。編號S2O32-初始莫耳數(shù)S2O82-初始莫耳數(shù)S2O82-lnS2O82-1/S2O82-T(sec)11.1×10-37.5×1

11、0-42.0×10-4-8.5175000.0051029.0×10-47.5×10-43.0×10-4-8.1123333.3337137.0×10-47.5×10-44.0×10-4-7.8242500.0028045.0×10-47.5×10-45.0×10-4-7.6012000.0019153.0×10-47.5×10-46.0×10-4-7.4191666.6711061.0×10-47.5×10-47.0×10-4-7.2

12、641428.57403. 分別以S2O82-、lnS2O82-、1/S2O82-（為Y軸）對時間t做圖。(1) S2O82-圖(2) lnS2O82-圖(3) 1/S2O82-圖4. 由3之結果，判斷此反應對反應物K2S2O8而言：反應級數(shù)：一級速率常數(shù)：2.7×10-3（三） 活化能之測定1. 反應時間測定編號1.0 MNaI(ml)0.20 MNa2S2O3(ml)0.15 MK2S2O8(ml) (sec)T()T(K) ln(1/t)1/T冰浴5.01.55.07130273.15-6.5693.66×10-3室溫5.01.55.011028301.15-4.70

13、03.32×10-3溫水浴5.01.55.04240313.15-3.7383.19×10-32. 由試驗5在室溫、冰浴及溫水浴三種溫度下的反應時間，以ln(1/t)（為Y軸）對1/T（為X軸）做圖，所得最小方差直線之斜率求此反應之活化能。3. 活化能：5917.1×8.314 = 49.2 KJ/mol（四） 催化劑1. 反應時間測定編號1.0 MNaI(ml)0.20 MNa2S2O3(ml)0.15 MK2S2O8(ml) 0.20 MCuSO4(aq)(drop)T() t(sec)*55.01.55.022835*55.01.55.00281102. 試

14、由實驗結果，說明催化劑對反應速率之影響。由上面實驗結果可以清楚的看到，加入催化劑後反應時間縮短了，也就代表反應速率變快。這是因為催化劑藉由改變反應的機構，而降低其活化能，促使反應加快。至於步驟三中，提升溫度是使整體的動能增加，有更多高能的分子可以越過活化能這道門檻，而促使反應加速。這兩種效應是不同的。、實驗過程觀察及注意事項1. 再加入最後一樣反應物K2S2O8後，需搖晃錐形瓶幾秒使溶液混合均勻。不過這段時間不均態(tài)造成的速率不穩(wěn)定是無可避免的誤差之一。2. 配置溶液完成後，應用瓶塞塞住瓶口備用。倘若使用不當，瓶塞也有可能造成污染，像是殘留在瓶塞上的K2S2O8，很有可能使溶液提前變色。因此，在

15、搖晃錐形瓶時應避免上下?lián)u動使溶液沾在瓶塞上。3. 測定活化能和溫度的關係時，我們很難確保系統(tǒng)的溫度恆定。溫水浴中反應極快，溫水冷卻造成的誤差還不算太大。至於放在冰水中，由於整體是固液共存態(tài)，溫度不穩(wěn)定，若攪拌子攪得太快又會對系統(tǒng)作功加熱。這部分亦是避免不了的誤差。、問題與討論1. 說明本實驗反應產生深藍黑色的原因。答：本實驗反應方程式如下：S2O82- + 2I- 2SO42- + I22S2O32- + I2 2I- + S4O62-我們以S2O32-為定量試劑（計時劑）。故當S2O32-用完時，I2將與澱粉指示劑生成藍黑色的錯合物，使溶液變色。2. 為何實驗（一）的反應溶液中要加入NaCl

16、及K2SO4溶液？而實驗（二）積分作圖法卻沒有添加？應不應該添加？答：已知離子強度會影響一物種之活性係數(shù)(activity coefficient, f)如下： （ZA為charge，A為水合離子A之有效直徑）而平衡常數(shù) （aA = AfA）故會影響平衡物種之濃度分配，一般而言越大，f越小。故在實驗一中加入NaCl及K2SO4，乃為維持各均等（）。但在實驗二中卻無此作法。兩者最大不同在於S2O32-之濃度，實驗一中只有5×10-4M，在二中就有10-210-3M。因為實驗一中的劑量較少，有必要加入NaCl及K2SO4以維持相同。若實驗二也要加入K2SO4，不但效益不大（因為本身濃度夠

17、大）還會使得環(huán)境更複雜（因為多了SO42-物種），那還不如不要加。:啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊碘鐘實驗-反應級數(shù)與

18、活化能之測定啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊(為X軸)做圖,所得最小方差直線之斜率求此反應之活化能.活化能:5917.1×8.314 = 49