过氧化氢分解反应速率常数的测定
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C2-2)KIO KI +12O2（快）→(C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6) 由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定HO2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C2-2)KIO KI +12O2（快）→(C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6) 由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定HO2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
过氧化氢催化分化反响速度常数的测定分类：药学材料标签：化学试验陈述过氧化氢反响速度常数教导一.试验目标（1）懂得过氧化氢催化分化反响速度常数的测定办法.（2）熟习一级反响的特色,懂得催化剂对反应速度的影响.（3）控制用图解盘算法求反响速度常数.二.试验用品1.仪器玻璃反响容器1个.水准瓶1个.50mL量气管1个.超等恒温槽1套.三通活塞1个.秒表1块.10mL量筒1个.5mL吸量管2支.胶管3m.2.药品质量分数为2%的H2O2溶液（新颖配制）.0.1mol·L1KI溶液.三.试验道理与技巧过氧化氢很不稳固,在常温下的分化反响式为：H2O2→H2O+1/2O2（Ⅰ）在KI感化下的分化反响机理为：H2O2+KI→KIO+ H2O （慢）（Ⅱ）KIO→KI+1/2O2（快）（Ⅲ）（Ⅱ）式是H2O2分化的速控步调,H2O2分化反响的反响速度方程为：－dcH2O2/dt=k´cH2O2·cKI（Ⅳ）因为cKI近似不变,（Ⅳ）式可简化为：－dcH2O2/dt=kcH2O2（Ⅴ）（个中k=k´cKI）.H2O2的催化分化反响为一级反响,对（Ⅴ）式积分可得：ln（c/ c0）=－kt （Ⅵ）（个中c0为H2O2的初始浓度;c为反响至t时刻H2O2的浓度;k为H2O2的催化分化反响的速度常数）.反响的半衰期为：t1/2=ln2/k=0.693/k （Ⅶ）在等温等压前提下,在H2O2的分化反响中,氧气体积增加速度反应了H2O2的分化速度,本试验就是经由过程测定不合时刻放出的氧气的体积,间接地求出H2O2在响应时刻的浓度,这种办法称为物理法.令ⅴ∞暗示H2O2全体分化放出的O2的体积;ⅴt暗示反响至t时刻放出的O2的体积;则由（Ⅰ）式可看出：定温定压下反响产生的O2的体积ⅴt与被消费的H2O2的浓度成正比,而ⅴ∞则与H2O2的初始浓度成正比,且两者比例系数为定值,则：c.∝ⅴ∞;c∝（ⅴ∞ⅴt）.代入（Ⅵ）式可得：ln[（ⅴ∞ⅴt）/ⅴ∞]=－kt （Ⅷ）→ln（ⅴ∞ⅴt）=－kt ＋lnⅴ∞（Ⅸ）（个中ⅴ∞可以经由过程外推法或加热法求得）.四.试验步调（1）组装仪器（试验室工作人员已经装好）.（2）先用量筒量10mL蒸馏水和用吸量管汲取5mL0.1mol·L1KI溶液注入反响器的一室;再用另一支吸量管汲取5mL 质量分数为2%的H2O2溶液于另一室.（注：此进程中各室的溶液都不克不及滴漏于另一边）.接着,盖好瓶塞,查漏.办法如下：水准瓶装入必定量蒸馏水,扭转三同活塞,使系统与外界相通;高举水准瓶,使量气管的程度面达到0.00mL（即ⅴ０）刻度处,然后再扭转三通活塞,使系统与外界隔断,水准瓶放回试验台面.2min 内保持不变,则暗示不漏气;不然,要找出原因,消除它.（3）竖直反响器,使KI溶液流入H2O2溶液中,立刻开启秒表,混杂溶液两室中重复转移3－4次,最后全体逗留在一室,安稳且力度适中地摇匀.（注：反响器必须与量气管相通）（4）每隔一准时光（大约产生3.00mLO2）,分离读取量气管的读数和记下对应的时光,8－12组即可.（注：每次水准瓶的液面与量气管的液面保持在统一程度方可读数）（5）反响器于55℃水浴中加热,至没吝啬泡产生（约为20min）,掏出反响器,冷却至原温,然后读数,至相邻读数的差值不超出0.02mL为止,记为ⅴ水浴.它与ⅴ０的差值即为ⅴ∞.五.试验数据记载与处理1.室温26.0℃ ;气压100.90Kpa ; ⅴ∞34.80mL关于t.1/t.ⅴt.（ⅴ∞ⅴt）和ln（ⅴ∞ⅴt）的数据表：2.以ⅴt对1/t作图,外推至1/t=0,得截距即为ⅴ∞.将其与试验值ⅴ∞比较,并简略评论辩论之.评论辩论：外推可得ⅴ∞=38.20 mL而试验值为34.80mL;由此可见外推得到的值大了一点,原因应当是后面记载的三个数值相对偏大了,而导致那段线段较陡,最终导致外推时也相对向上移动了较大的一段.3.以ln（ⅴ∞ⅴt）对t作图,由直线的斜率盘算反响速度常数k（作图求斜率时,取氧气析出15%～85%之间的点）.解：斜率m=（3.00－2.71）÷（1000－738）=－0.29÷262≈1.10×10－3故k=－m=1.10×10－34.盘算H2O2的分化反响的半衰期.解：t1/2=ln2/k=0.693÷（1.10×10－3）≈630s七.试验剖析与评论辩论1.开端反响的前段时光,因为反响物混杂尚为平均,反响速度较慢,而导致时光距离较大;跟着反响的进行,反响逐渐趋于稳固,而产生的氧气的量也相对平均了许多.但是我以为,前段反响时光距离大的原因还可能是产生的部分氧气要用来填充胶管,而当我们以大约3mL为距离记载数据时,现实上已反响产生比这个3mL偏大许多的氧气了,当然它相对就要花失落较多一点时光.2.由t —ln（ⅴ∞ⅴt）图可以看出,反响前段时光产生约为等体积的氧气时所需的时光也大约一样;但是跟着反响的进行,时光的距离也慢慢地增大.从中可知道,反响速度不但与温度有关系,并且与反响物的浓度有关,呈正比.六.思虑题1.读取氧气体积时,量气管及水准瓶中水面处于统一程度面的感化安在？答：反响开端前量气管里水面所受的压力与水准瓶水面所受的压力是一样的,都是P.反响开端后,因为氧气的产生,水面所受的压力增大而下降.读取氧气体积时,使量气管及水准瓶中水面处于统一程度面,就是持续保持表里的压力相等,有利于精确读取在t时刻产生氧气的体积.2.用ⅴ∞数据可以盘算H2O2的初始浓度c0,如用KMnO4溶液滴定H2O2溶液,求得H2O2的初始浓度c0,再由c0盘算ⅴ∞是否可以？答：可以;因为KMnO4溶液滴定H2O2溶液时,有以下关系式：2 MnO4－→5 H2O2→5 O2;当知道滴定KMnO4溶液的浓度和用失落的体积以及被滴定的H2O2溶液的体积,而先求得c0;接着就可依据关系式求得氧气的物资的量;又因为此时可以把氧气当作幻想气体,最后就可以依据幻想气体方程：PV=nRT,求得V（即ⅴ∞）.3.H2O2和KI溶液的初始浓度对试验成果是否有影响？应依据什么前提选择它们？答：有影响;因为ⅴ∞与H2O2的初始浓度c0成正比,而k又与催化剂KI溶液的浓度成正比,所以说它们对试验成果是有影响的.应依据量气管的量程大小和反响的快慢程度来选择它们.。
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2Ｏ２在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂(如P ｔ、Ag 、ＭnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行:H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1）在催化剂KI 作用下,Ｈ2Ｏ2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C ２-2)KIO KI +12O2（快）→ （C2-3）整个分解反应的速度由慢反应(C ２－2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (Ｃ2-4）式中ｃ表示各物质的浓度（mol·Ｌ-1),t 为反应时间（s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的K Ｉ的浓度保持不变,令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5）式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明,反应速率与H 2Ｏ2浓度的一次方成正比,故称为一级反应。
将上式积分得:01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和ｔ时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(Ｃ2-６) 由反应方程式可知,在常温下,H ２O ２分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O ２全部分解所放出的O 2体积,V t 表示H 2O 2在ｔ时刻放出的Ｏ2体积，则)(t t V V c -∝∞。
[详细讲解]实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
![[详细讲解]实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定](https://img.taocdn.com/s3/m/838095187dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17ff.png)
第 次课 4 学时实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定一、实验目的1. 测定过氧化氢催化分解反应速率常数；2. 掌握通过测量反应系统的体积跟踪反应系统浓度从而研究反应速率的方法。
二、实验原理过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。
加入催化剂能够提高分解速率。
过氧化氢分解反应的化学计量式如下：H 2O 2(l) = H 2O(l) + 1/2O 2(g)若以KI 为催化剂，在KI 作用下催化分解步骤为：KI(l) + H 2O 2(l) = KIO + H 2O(l) （慢）KIO = KI(l) + 1/2O 2(g)由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。
因而可以假定其反应的速率方程式为：-dc A /dt =k ’c KI c A式中，c A 为反应系统中反应到t 时刻H 2O 2浓度，因KI 在反应过程中浓度不变，故上式可简化为- d I c A /dt = k I c A （14.1）式中k=k ’c KI , 将上式分离变量积分：当 t=0 时， C A =C 0 ；t=t 时， C A =C t;定积分式为：⎰⎰=-AA C C t A Ak d t c dc 00（14.2）积分结果：0ln ln c kt c t +-= （14.3）式是t c t ~ln 的直线方程。
反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中氧气的浓度c t ，取得若干组c t 、t 的数据后，以lnc t 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。
物理化学的研究方法是采用物理的方法测定反应系统某组分的浓度，所谓物理的方法是利用反应系统某组分或各组分的某些物理性质（如体积、压力、电动势、折光率、旋光度等）与其有确定的单值函数关系的特征，通过测量系统中该物理性质的变化，间接测量浓度变化。
此种物理化学的实验方法最大的优点是可以跟踪系统某组分或各组分的物理性质的变化，从而，不需要终止反应，便可以随时测定某一时刻反应系统某组分或各组分的浓度。
2过氧化氢分解反应速率常数的测定
物理化学 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O 2→(C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO（慢）→(C2-2)K IO K I +12O 2（快）→(C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dtdc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol ·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KIO H122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =- (C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：1ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6)由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定H2O2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C2-2)KIO KI +12O2（快）→(C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6) 由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定HO2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
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五、数据记录与处理
1、H2O2催化分解数据表
当催化剂KI的浓度为0.1mol/L时所得的数据如下：
液面读数
氧气体积V t(ml)反应时间t(s)1/t V∞-V t lg(V∞-V t) （ml)
2.51 0 0 - - -
2.70 0.19 60 0.016667 49.074 1.690851
3.80 1.29 120 0.008333 47.974 1.681006
5.51 3.00 180 0.005556 4
6.264 1.665243
7.23 4.72 240 0.004167 44.544 1.648789
8.92 6.41 300 0.003333 42.854 1.631991
10.54 8.03 360 0.002778 41.234 1.615255
12.08 9.57 420 0.002381 39.694 1.598725
13.55 11.04 480 0.002083 38.224 1.582336
15.84 13.33 540 0.001852 35.934 1.555506
16.64 14.13 600 0.001667 35.134 1.545728
18.11 15.60 660 0.001515 33.664 1.527166
19.54 17.03 720 0.001389 32.234 1.508314
20.98 18.47 780 0.001282 30.794 1.488466
22.38 19.87 840 0.001190 29.394 1.468259
23.88 21.37 900 0.001111 27.894 1.445511
25.35 22.84 960 0.001042 26.424 1.421999
26.72 24.21 1020 0.000980 25.054 1.398877
27.80 25.29 1080 0.000926 23.974 1.379741
28.93 26.42 1140 0.000877 22.844 1.358772
30.12 27.61 1200 0.000833 21.654 1.335538
31.41 28.90 1260 0.000794 20.364 1.308863
32.28 29.77 1320 0.000758 19.494 1.289901
33.27 30.76 1380 0.000725 18.504 1.267266
34.27 31.76 1440 0.000694 17.504 1.243137
35.30 32.79 1500 0.000667 16.474 1.216799
36.21 33.70 1560 0.000641 15.564 1.192121
37.21 34.70 1620 0.000617 14.564 1.163281
38.11 35.60 1680 0.000595 13.664 1.135578
39.08 36.57 1740 0.000575 12.694 1.103598
40.12 37.61 1800 0.000556 11.654 1.066475
41.12 38.61 1860 0.000538 10.654 1.027513
41.78 39.27 1920 0.000521 9.994 0.999739
42.51 40.00 1980 0.000505 9.264 0.966799
43.21 40.70 2040 0.000490 8.564 0.932677
V。
2、以Vt对1/t作图，将得到一条直线，将直线外推至1/t=0，由其截距得到
由于刚开始时，量气管中的气体暂时未充满，故所得的数据存在不准确性，舍掉前十组数据得到图如下：
当1/t=0时，得到∞V =49.264。
3、以lg(V ∞-V t )对t 作图，求直线斜率。
据以上数据得到图形如下
据公式
∞∞+-
=-V t k
V V g t lg 303
.2)(l 可得反应的速率
K=9.64*10-4s -1
4、根据t 1/2=0.693/k 计算半衰期。
s k 612.71810*64.9/693.0/693.0t 42/1===-
同理，当催化剂KI 的浓度为0.05mol/L 时依据所得计算出的反应速率
K=4.606*10-4s -1
得半衰期
s k 559.150410*606.4/693.0/693.0t 42/1===-。