过氧化氢催化分解实验.doc

实验十一过氧化氢的催化分解

一实验目的
1. 熟悉一级反应特点,了解反应浓度、温度和催化剂等因素对一级反应速度的影响;
2. ;
3. 学会用图解法求出一级反应的反应速度常数.
二实验原理
凡是反应速度只与反应浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。实验证明,、温度、反应压力、催化剂、搅拌速度等许多因素。许多催化剂如Pt、Ag、MnO2、FeCl3碘化物等都能加速H2O2分解。在催化剂KI作用下的分解反应,反应历程如下:
H2O2+Iˉ→IOˉ+H2O
H2O2+ IOˉ→H2O+O2+Iˉ
按此历程,可推导出总反应的速度公式:
-=Kˊ[H2O2][ Iˉ]
当溶液体积不变时, [ Iˉ]是个常数,即:
-=K[H2O2]
为一级反应。
一级反应的速度公式为:
-=KCA (14一1)
式中:K为反应速度常数:(14一1)式积分得:
lnCA=-kt+lnCA0 (14一2)
式中CA0为反应开始时(t=0)反应物的初始浓度。
从(14一2)式可见, 一级反应的速度常数K与反应物的初始浓度无关。
由(14一2)式变换得:
ln=-kt (14一3)
当CA=CA0时,t可用t1/2表示,即为反应的半衰期.
t1/2== (14一4)
从式(14一4)可见,在温度一定时,一级反应的半衰期应与反应的速度常数成反比,而与反应物的初始浓度无关。
由反应方程式可知,在常温常压下,H2O2分解的反应速度与氧气的析出速度成正比。析出的氧气体积可由量气管测量。
若以Vt和CA表示时间t时量气管的读数和H2O2的浓度,Vf表示H2O2完全分解时量气管的读数,则CA∝(Vf-Vt). Vf值可由如下两种方法求取:
(1) 外推法:以1/t为横坐标对Vt作图,将直线段外推至1/t=0,其截距即为Vf ;
(2) 加热法:在测定若干个Vt的数据之后,将H2O2溶液加热至50~60℃约15分钟,可认为H2O2己基本分解。待完全冷却后,。
化学反应速度随温度的提高而加快。对一般反应及某些复杂反应,温度与反应速度的定量关系由阿仑尼乌斯经验公式表达:
K=Ae
式中
E—反应的活化能,常以KJ/mol表示;
T—绝对温度,K。
取对数后得:
lgk=-+lgA (14一5)
由实验测得不同温度下的速度常数K值。以lgk对1/T作图得一直线,由斜率可求得活化能数值。
三仪器与药品
超级恒温槽一台;10ml移液管2支;100ml容量瓶2个;100ml细口瓶2个;小烧杯1个;30℅H2O2;。
四实验步骤
(一) 配制试剂
1. H2O2溶液的配制: 用移液管吸取30℅H2O2溶液5ml,置于100ml容量瓶中,冲稀至刻线,摇匀,即得实验用的H2O2溶液。
2. :,冲稀至刻线,摇匀,。
(二) 试漏
小心将胶塞盖紧到反应瓶上,如图(14一1)。旋转三通活塞4至与外界相通