杂谈
“碘钟”反应
Ⅰ、目的要求
用初速法测定过硫酸根与碘离子的反应速率常数和反应级数。
Ⅱ、仪器与试剂
混合反应器
10mL、5mL移液管
10mL刻度移液管
秒表
0.100mol·dm-3(NH4)2S2O8(K2S2O8)溶液
0.005mol·dm-3Na2S2O3标准溶液
0.100 mol·dm-3KI溶液
0.100mol·dm-3(NH4)2SO4(K2SO4)溶液
0.5%淀粉指示剂
Ⅲ、实验原理
过硫酸根与碘离子的反应式如下:
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(2-21-1)式产生的碘便很快被还原为碘离子:
直到S2O32-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。
1.反应级数和速率常数的确定
当温度和溶液的离子强度一定时,(2-21-1)式的速率方程可写成:
在测定反应级数的方法中.反应初速法能避免反应产物干扰,求得反应物的真实级数。
如果选择一系列初始条件,测出对应于析出碘量为[I2]的蓝色出现时间t,则反应的初始速率是:
设各初始条件下每次加的硫代硫酸钠量不变,即[I2]为常数,则
将(2-21-5)式代入(2-21-3)式取对数:
因此,保持[I-]不变,以ln[1/t]对ln[S2O82-]作图,从所得直线斜率可求得m;保持[S2O82-]不变,以ln[1/t]对ln[I-]作图,可求得n。再根据(2-21-3),(2-21-4)式,可求得反应速率常数K。
Ⅳ、实验步骤
1.按照表2-21-1所列数据将(NH4)2S2O8溶液及(NH4)2SO4溶液放入反应器a池,并加2mL 0.5%淀粉指示剂;将KI溶液及Na2S2O3。溶液加入b池。在25℃恒温10 min后,用洗耳球将b池溶液迅速压入a池,当溶液压入一半时即开始记时,并可来回吸压一次使混合均匀。观察蓝色出现即停止记时。
用相同方法进行其他组溶液的实验,记住每次加淀粉指示剂均为2ml。
表2-21-1“碘钟”反应实验试剂配制计划
编号
(NH4)2S2O8溶液体积/ml
(