大学化学A实验讲义（2009年）(2)

一量筒量取20mL0.2mol/L (NH4)2S2O8溶液，迅速倒入烧杯中，同时按动秒表，不断搅拌，仔细观察，当溶液刚出现蓝色时，立即停止计时，将反应时间和室温记入表1中。

用上述方法参照表1的用量进行2?5号实验，为了使每次实验中溶液的离子强度和总体积保持不变，所减少的KI或(NH4)2S2O8的用量可分别用0.2mol/L KNO3或0.2mol/L (NH4)2SO4来调整。

表1 浓度对反应速率的影响 室温 试 验 编 号 0.2mol/L (NH4)2S2O8 0.2mol/L KI 试剂用量/mL 0.01mol/L Na2S2O3 0.2%淀粉 0.2mol/L KNO3 0.2mol/L (NH4)2SO4 52mL混合液中反应物的起始浓度 (mol/L) (NH4)2S2O8 KI Na2S2O3 反应时间?t/s S2O82的浓度变化Δc(S2O82) －－1 20 20 8 4 2 10 20 8 4 10 3 5 20 8 4 15 4 20 10 8 4 10 5 20 5 8 4 15 反应速率k

2. 温度对反应速率的影响，求活化能

按表1试验1中的用量，在50mL洁净的小烧杯中加入KI、Na2S2O3溶液和淀粉溶液，在另一小烧杯中加入(NH4)2S2O8溶液，同时放入冰水中冷却，待两种试液均冷却到低于室温10℃时，将(NH4)2S2O8迅速倒入KI等混合溶液中，同时计时并不断搅拌，当溶液变蓝时，记录反应时间。

利用热水浴在高于室温10℃的条件下，重复上述实验，记录反应时间。

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表2 温度对反应速率的影响 反应温度/K 反应时间?t/s 经计算反应速率 反应速率常数 lgk 1/T 反应活化能Ea 3. 催化剂对反应速率的影响

按表1试验1中的用量，在50mL洁净的小烧杯中加入KI、Na2S2O3溶液和淀粉溶液，加入1滴、2滴0.02mol/L Cu(NO3)2，将(NH4)2S2O8迅速倒入KI等混合溶液中，同时计时并不断搅拌，当溶液变蓝时，记录反应时间，填入表3中。

表3催化剂对反应速率的影响 实验编号 8 9 0.02mol/L Cu(NO3)2 反应时间/s 1 6 7 五、 数据处理和讨论

1. 反应级数和反应速率常数的求算

把表1中试验1号和3号的结果代入下式：

mnc(I?)1?1kc(S2O82?)1?c(S2O82?)2?m?n ??? ??kc{S2O8)c(I) 2?m?n?t?3kc(S2O8)3c(I)32?m?n?nkc(SO)1 ?281由于 c(I)1?c(I)3 所以 ?m?3kc(S2O82?)3?1,?2,c(S2O82?)1和c(S2O82?)3都是已知的，就可以求出m。用同样的方法

2?m?nkc(SO)c(I)1 ?2811把表1中试验1号和5号的结果代入，可得： ?mn?5kc(S2O82?)5c(I?)5?nm2?m由于 c(S2O82?)1?c(S2O8)5 所以 ?1?c(I)1 ?n?5c(I)5由上式可求出n。再由m和n得到反应的总级数。 数据处理得：m＝ ；n＝

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将求得的m和n代入??kc{S2O82?)mc(I?)n，即可求得反应速率常数?，将计算所得k值填入表2。 2. 反应活化能的求算

用表2中的结果，以lgk为纵坐标，1/T为横坐标作图，得到一条直线，此直线的斜率为J??Ea， 由此可以求出此反应的活化能Ea。

2.303R3. 结果与讨论

总结前三部分的实验结果，说明浓度、温度和催化剂如何影响反应速率。 六、 指导与思考

1. 两人为一组进行实验。两人必须分工明确，密切配合，做到溶液量准，混合迅速，不断搅拌，看准现象，准确计时。

2. 在温度对反应速率影响实验中，最好在35℃以下(温度过高，会使溶液蒸发加快，反应不准，特别是影响活化能的测定)选择三个试验温度(包括室温)，并使三个温度间隔7?10℃，注意恒温控制。(NH4)2S2O8溶液与其余混合溶液在同温度下混合，反应开始时，要将反应烧杯仍置于水浴中，并控制溶液从混合到变蓝?T?1K。

3. 该实验成败的关键之一是试剂的使用，试剂的瓶塞不能盖错，否则会导致溶液浓度不准确。

4. 根据反应方程式，是否能确定反应级数? 为什么? 试用本实验的结果加以说明。

5. 若不用S2O82－，而用I－或I3－的浓度变化来表示反应速率，则反应速率常数k是否一样?

6. 实验中为什么可以由反应溶液出现蓝色的时间长短来计算反应速率? 反应溶液出现蓝色后，反应是否就终止了? 7. 下列操作情况对实验结果有何影响? (1) 取用三种试剂的量筒没有分开专用； (2) 先加入(NH4)2S2O8溶液，最后加入KI溶液； (3) 慢慢加入(NH4)2S2O8溶液。

8. 本实验Na2S2O3的用量过多或过少，对实验结果有何影响?

9. 活化能文献数据Ea＝51.8kJ/mol。将实验值与文献值作比较，分析产生误差的原因。

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实验三 盐酸标准溶液的配制、标定及混合碱的测定

一、实验目的：

1．学习滴定管的正确使用与滴定操作；掌握确定滴定终点的方法； 2．了解间接法配制标准溶液的方法。

3．学习用双指示剂法测定混合碱中不同组分的含量。

二、实验原理

（一） HCl标准溶液的配制与标定

酸碱滴定中常用HCl和NaOH溶液作为标准溶液，但由于浓HCl易挥发，NaOH易吸收空气中的水分和二氧化碳，因此只能用间接法配置HCl和NaOH溶液，即先配制近似浓度的溶液，然后用基准物质标定其准确浓度；也可用一已知准确浓度的HCl(NaOH)溶液标定NaOH(HCl)溶液，然后经计算求知NaOH (HCl)溶液的浓度。标定酸的基准物质常用无水碳酸钠和硼砂。

1. 用无水碳酸钠标定HCl的反应分两步进行：

Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl ，NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 ? + H2O

当反应达到化学计量点时，溶液pH值约为3.89 ，可选用甲基红或甲基橙作指示剂。标定时应注意CO2的影响，为减小CO2的影响，临近终点时应将溶液剧烈摇动或加热，用甲基橙作指示剂时，最好进行指示剂校正。

2. 用硼砂（Na2B4O7·10H2O）标定HCl的反应如下：

Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl

计量点时，由于产物是H3BO3(Ka1=5.8×10-10)，溶液pH值约为5.1，可选用甲基红作指示剂。

（二）混合碱测定

混合碱系指Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH等类似的混合物，可采用双指示剂法进行分析，测定各组分的含量。

若混合碱是由Na2CO3与NaOH组成，先以酚酞作指示剂，用HCl标准溶液滴定至溶液略带粉红色，这是第一计量点，假设此时用去标准HCl溶液的体积为V1 (mL)。反应如下：

HCl + NaOH = NaCl + H2O (1) HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + H2O (2)

继续以甲基橙作指示剂，HCl标准溶液滴定至橙色，这是第二计量点，假设此时用去标准HCl溶液的体积为V2 (mL)。反应如下：

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HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H2O (3)

由反应式可知：V1 >V2 ，且Na2CO3消耗标准酸溶液的体积为2V2 (mL)；NaOH消耗标准酸的体积为(V1-V2)(mL)。于是可求得混合碱中Na2CO3和NaOH的含量。

若混合碱系Na2CO3与NaHCO3的混合物，以上述同样方法进行滴定，则V1

由以上讨论可知，若混合碱系未知组成的试样，则可根据V1与V2的数据关系，便可确定试样由何种碱组成，计算出试样中各组分的百分含量。

三、仪器与试剂

仪器：酸式滴定管，锥形瓶，洗瓶，试剂瓶(500mL)，量筒(10mL)，电子天平。

试剂：浓HCl（AR），硼砂（Na2B4O7·10H2O，AR，M=381.42），NaOH（AR，M=40.00），

NaHCO3（AR，M=84.01），NaCO3（AR，M=105.99）甲基红（0.2%水溶液），甲基橙（0.2%水溶液） …… 此处隐藏：2721字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……