实验三过氧化氢分解.docx

实验三 一级反应速率常数的测定-H2O2分解
一、实验目的
1. 熟悉一级化学反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应速率常数的影响。
2. 测定H2O2分解反应的速率常数和半衰期。
3. 学会用图解法求一级反应速率常数实验三 一级反应速率常数的测定-H2O2分解
一、实验目的
1. 熟悉一级化学反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应速率常数的影响。
2. 测定H2O2分解反应的速率常数和半衰期。
3. 学会用图解法求一级反应速率常数。
二、实验原理
H2O2是不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速率很慢。当加入催化剂时能促使H2O2较快分解，分解反应按下式进行：
H2O2 → H2O + O2 (3-1)
在催化剂KI作用下，H2O2分解反应的机理为：
H2O2 + KI → KIO + H2O (慢) (3-2)
KIO → KI + O2 (快) (3-3)
KI与H2O2生成了中间产物KIO，改变了反应的机理，使反应的活化能降低，反应加快。反应(3-2)较(3-3)慢很多，成为H2O2分解的控制步骤。
H2O2分解反应速率表示为：
(3-4)
反应速度方程为：
(3-5)
KI在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样(3-5)式简化为：
(3-6)
其中，，k与催化剂浓度成正比。
由(3-6)式看出H2O2催化分解为一级反应，积分(3-6)式得：
(3-7)
式中：c0——H2O2初始浓度；
c——t时刻H2O2的浓度。
一级反应半衰期为：
(3-8)
可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率常数成反比。
本实验通过测量H2O2分解时放出O2的体积来求反应速率常数k。根据(3-1)式可知H2O2完全分解后放出的O2体积V∞与H2O2溶液初始浓度c0成正比，其比例常数为定值，则
c0∝V∞ c∝(V∞－V) (3-9)
代入(3-7)式得：
(3-10)
改写成直线方程式：
(3-11)
以ln（V∞－V/［Ｖ］）对t作图，得一直线，从斜率即可求出反应速率常数k。
[V]—单位体积。
三、仪器与试剂
实验装置如图3-1所示。其它仪器：5cm3移液管1支；10cm3移液管1支；100cm3容量瓶1个；10cm3量筒1个；150cm3烧杯2个；250cm3锥形瓶2个；秒表1块。
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