Transcript Exp8

實驗八 過氧化氫的分解速率
組員 : 49912035 郭浩峻
49912037 曾壬錡
49912049 黃裕盛
儀器、步驟
原理、公式
數據、作圖
目的：
利用不同濃度的催化劑來觀察反
應速率常數的改變。
原理：
 反應速率
 催化劑
 過氧化氫的反應
反應速率
定義：單位時間內反應物(生成物)濃度減少(增加)的 量。
表示法：
1 d [ A]
1 d [ B] 1 d [C ]
V 


a dt
b dt
c dt
Rate laws and rate constant：
x
y
z
V  k  A   B   C
k與溫度與活化能有關與濃度無關
reaction order：x+y+z
影響反應速率的因素：
• 反應物濃度
• 反應速率常數k(受溫度及活化能影響)
k  Ae
• 反應物本性
• 溶劑種類
• 催化劑
Ea

RT
催化劑
定義：
 參與化學反應
 反應前後其性質、質量不變
 具專一性
分類：
• 均相、非均相
• 正催化劑：降低正、逆反應的活化能，使正、逆
反應的速率同時加快。
• 負催化劑：提高正、逆反應的活化能，使正、逆
反應的速率同時減慢。
作用 ：
• 改變反應路徑
• 生成不同的活性錯合物
• 降低或提高活化能
過氧化氫的反應
未加催化劑：
1
H 2O2  H 2O  O2
2
加催化劑：
H 2O2  KI  KIO  H 2O(慢)(I)
1
KIO  KI  O2 (快)(II)
2
由於第二步很快，故決定反應速率的為第一步

d  H 2O2 
dt
 k '  H 2O2  KI
而KI的濃度不變，可簡化為：

d  H 2O2 
dt
 k  H 2O2 
(其中k  k 'KI )
 H 2 O2 
t2
1
H2O2 0  H2O2 d H2O2   t1 kdt
H 2 O2 

ln
 k(t 2 -t1 )
 H2O2 0
H 2O2 

 ln
 kt
 H 2O2 0
 H 2O2 0
= ln
 kt
 H 2O2 
If t1= 0 and t2= t
為一級反應
配置藥品
0.1 & 0.05N KI (催化劑)
• 0.1N KI : 將0.332g KI 溶於20mL
水中
• 0.05N KI : 將0.166g KI 溶於20mL
水中
3% H2O2 solution
• 將0.85mL 35% H2O2 solution 加水
稀釋至10mL
儀器
1. 100mL燒杯＊1
2. 5、10mL移液管＊ 1
3. 水準瓶＊1
4. 安全吸球＊1
5. 100mL量氣管＊1
6. 250mL錐形瓶＊1
7. 100mL量筒＊1
8. 溫度計＊1
9. 恆溫槽＊1
10.銅鍋＊1
儀器裝置圖
恆溫槽
實驗步驟
1. 將恆溫槽設定在35℃
2. 分別配置 ‧0.05、0.1N KI solution
‧3% H2O2 solution
3. 依照儀器裝置圖設置各個裝置
4. 在水準瓶中加入適量水，使水準瓶內水面和
量氣管最頂端刻度位置等高
5. 用吸量管吸取3% H2O2 solution 5mL注入錐
形瓶內，並將錐形瓶置於恆溫槽內
6. 將錐形瓶移出恆溫槽，並用吸量管吸取0.05N
KI 10mL，迅速注入錐形瓶(於此時開始計時)，
立即將橡皮塞塞回 (此時已開始生成O2)
7. 將錐形瓶放回恆溫槽中，並激烈震盪，使之
均勻反應。
8. 每30秒紀錄一次O2產生體積Vt (水準瓶液面
要與量氣管液面保持等高)，直到O2體積不再
增加，約需15～30分鐘
9. 將恆溫槽溫度改設定成45℃，並加溫數分鐘，待
穩定後調整水準瓶與量氣管水面等高，紀錄此時
O2體積V∞
10. 將上述步驟以0.1N KI 重複一遍
11. O2體積與H2O2濃度有下列關係式 :
𝑉∞
𝐻2𝑂2 0
ln
= ln
= 𝑘𝑡
𝑉∞ − 𝑉𝑡
[𝐻2𝑂2]
𝑛0
2𝑝𝑉∞
𝑐0 =
=
⋯①
𝑉𝑡
𝑅𝑇𝑉𝑡
2𝑝
𝑐𝑡 =
𝑉∞ − 𝑉𝑡 ⋯ ②
𝑅𝑇𝑉𝑡
①
⇒
= ln
②
𝑉∞
⇒ln
𝑉∞−𝑉𝑡
𝐻2𝑂2 0
[𝐻2𝑂2]
=
𝐶𝑂
ln
𝐶𝑡
=
𝑉∞
ln
𝑉∞−𝑉𝑡
= 𝑘𝑡 ([H2O2] 和 VO2之關係式)
斜率即為k值
資料來源
• http://www.docin.com/p-49442699.html
• http://blog.yam.com/selena5423/article/131727
59
• http://xuelele.com.tw/past_items/54004?chann
el=versions_list#.UTrf3NYyToI