简介
碘钟实验反应速率的测定是用所谓的“时钟”反应。这是利用一个快速反应(或一系列快速反应组合),以特定现象(通常用带有特定颜色的物质作指示剂)来显示某一特别量之反应物(在此为 S2O32-)已消耗完毕。此类反应与生命钟相似,故称为“碘钟实验”。
实验药品
29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸。
实验步骤
1.配置甲溶液:量取97mL29%的过氧化氢溶液,转移入250mL容量瓶
紫蓝色
里,用蒸馏水稀释到刻度,得3.6mol/L过氧化氢溶液。
2.配置乙溶液:分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰,分别溶于适量水中。另称取0.075g可溶性淀粉,溶于50mL左右沸水中。把三者转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。
3.配置丙溶液:称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中,再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。
4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中,此混合溶液含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。
实验现象
混合后,反应液由无色变为蓝紫色,几秒后褪为无色,接着又变成琥
琥珀色
珀色便逐渐加深,蓝紫色又反复出现,几秒后又消失,这样周而复始地呈周期性变化。这种振荡反应,又叫“碘钟反应”。振荡周期约为8秒,反复振荡能持续10多分钟。
注意事项:
1.碘钟反应速率与温度有关。
碘紫色
2.丙溶液会随室温降低,碘酸钾以晶体析出,微热又溶解。甲溶液不宜放置太久,否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。
3.不可随意更改药品用量。
原发布者:刘威393
碘钟反应实验报告班级:化基二班姓名:刘威指导老师:邓立志星期二实验日期:2013年11月20日一、实验目的1、用初速法测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数、反应级数级反应活化能2、掌握碘钟反应过程及其原理二、实验原理在水溶液中,过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应:2S2O823I2SO4I3(1)事先同时加入少量的硫代硫酸钠溶液和淀粉指示剂,则(1)式中产生的少量的I3会优先和S2O32反应而被还原成I:2S2O32I3S4O623I(2)这样,当溶液中的硫代硫酸钠全部反应掉后,(1)式生成的碘才会和淀粉指示剂反应,使溶液呈蓝色。由上可知,控制在每个反应中硫代硫酸钠的物质的量均相同,这样从反应开始到出现蓝色的这段时间即可用来度量本反应的初速。当反应温度和离子强度相同时,(1)式的反应速率方程可写为:d[S2O82]k[S2O82]m[I]ndt(3)根据(1)式中的反应计量关系,可以认为:d[S2O82]d[I3][I3]dtdtt(4)根据(2)式的反应计量关系结合硫代硫酸钠的等量假设,可知[I3]2[S2O32]tt(5)根据(3)(4)(5)可知,2[S2O32]k[S2O82]m[I]nt(6)移项,两边取对数可得ln1klnmln[S2O82]nln[I]t2[S2O32](7)因而固定[I],以
简介
碘钟实验反应速率的测定是用所谓的“时钟”反应。这是利用一个快速反应(或一系列快速反应组合),以特定现象(通常用带有特定颜色的物质作指示剂)来显示某一特别量之反应物(在此为 S2O32-)已消耗完毕。此类反应与生命钟相似,故称为“碘钟实验”。
实验药品
29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸。
实验步骤
1.配置甲溶液:量取97mL29%的过氧化氢溶液,转移入250mL容量瓶
紫蓝色
里,用蒸馏水稀释到刻度,得3.6mol/L过氧化氢溶液。
2.配置乙溶液:分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰,分别溶于适量水中。另称取0.075g可溶性淀粉,溶于50mL左右沸水中。把三者转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。
3.配置丙溶液:称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中,再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。
4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中,此混合溶液含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。
实验现象
混合后,反应液由无色变为蓝紫色,几秒后褪为无色,接着又变成琥
琥珀色
珀色便逐渐加深,蓝紫色又反复出现,几秒后又消失,这样周而复始地呈周期性变化。这种振荡反应,又叫“碘钟反应”。振荡周期约为8秒,反复振荡能持续10多分钟。
注意事项:
1.碘钟反应速率与温度有关。
碘紫色
2.丙溶液会随室温降低,碘酸钾以晶体析出,微热又溶解。甲溶液不宜放置太久,否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。
3.不可随意更改药品用量。
“时钟反应”就是一种自催化反应,如碘酸盐与亚硫酸氢盐的反应,产物I-又是反应物,因而在经历一定诱导期后,反应速率急速增加。
2KIO3+5H2O2+H2SO4→I2+K2SO4+6H2O+5O2↑(1)
I2+5H2O2+K2SO4→2KIO3+4H2O+H2SO4(2)
I2+CH2(COOH)2→CHI(COOH)2+I-+H+(3)
I2+CHI(COOH)2→CI2(COOH)2+I-+H+(4)
I-+I2=I3-(5)
丙二酸的加入是为了以I3-的形式“贮存”I2,以增大I2的溶解度。这样能延长变色时间周期和循环次数。显然蓝色是由碘分子与淀粉溶液作用的结果。5个反应累加结果发现是H2O2→H2O+O2↑。如果向反应器中不断加入碘酸盐、丙二酸、双氧水反应物,同时产物通过溢流管不断离开反应器,这样可以使化学钟无限期走下去。
也存在其它时钟反应:
IO3- + 3SO32-===I- + 3SO42-
IO3- + 5I- + 6H+ ===3I2 + 3H2O
3I2 + 3SO32- + 3H2O===6I- + 6H+ + 3SO42-
或
5H2O2 + 2HIO3===5O2 + I2 + 6H2O
I2 + 5H2O2===2HIO3 + 4H2O
在KIO3、KHSO3的酸性混合溶液中加入少量KI和淀粉,不断地搅拌,有下列反应发生:
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
I2+HSO3-+H2O=2I-+]+HSO4-+2H+
当反应进行到15min时,溶液突然变成蓝色,随之又很快消失,这一反应被称为时钟反应。有人用它来解释生物钟现象。
碘钟反应是一种化学振荡反应,其体现了化学动力学的原理。
它于1886年被瑞士化学家Hans Heinrich Landolt发现。在碘钟反应中,两种(或三种)无色的液体被混合在一起,并在几秒钟后变成淀蓝色。
碘酸根被亚硫酸氢根还原是一个很吸引人的反应,常常被用来作为说明反应速率的实验典范。如事先同时加入少量硫代硫酸钠标准溶液和淀粉指示剂,则产生的碘便很快被还原为碘离子: 直到(S2O3)2-消耗完,游离碘遇上淀粉即显示蓝色。
从反应开始到蓝色出现所经历的时间,即可作为反应初速的计量。由于这一反应能自身显示反应进程,故常称为“碘钟”反应。
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