南京大学物化实验系列BZ振荡反应
bz化学振荡反应实验报告

bz化学振荡反应实验报告实验目的:1.了解化学振荡反应的基本原理;2.熟悉化学实验室的基本操作;3.观察化学振荡反应过程,探究其变化规律。
实验原理:化学振荡反应是指反应物不断出现和消失的循环过程。
其中,自催化反应是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
实验仪器:量筒、滴定管、烧杯、试管、热水槽、移液管、计时器等。
实验步骤:1.将首先将60ml水倒入一个烧杯中,加入0.6g淀粉,在淀粉溶解的同时加入2ml硫酸稀溶液和2ml钾碘溶液。
2.将50ml的1.0mol/L的NaOH 溶液分别倒入两个不同的烧杯中。
3.在第一烧杯中加入少量硫酸混合溶液,用探棒轻轻搅拌,使其颜色变为深褐色大约30秒,然后加入几滴这种混合溶液,使其颜色变为深蓝色并开始异变。
4.将第二烧杯中的NaOH 溶液用移液管慢慢加到第一烧杯中,观察反应过程。
5.记录反应过程中出现和消失的颜色和时间。
实验结果:1.在加入混合溶液之前,淀粉水是无色透明的;2.加入混合溶液后,淀粉水变为深褐色,在加入几滴混合溶液后,变为深蓝色,并开始异变;3.当加入NaOH 溶液时,深蓝色的溶液会发生颜色变化,有时会变为黄色或橙色;4.出现这种变化的时间间隔不固定,而是在不同的实验中有所不同。
实验结论:通过本次实验,我们了解了化学振荡反应基本原理,以及如何通过实验观察,探究化学振荡反应的变化规律。
实验结果证明,化学振荡反应是反应物出现和消失的循环过程,其中自催化反应常常是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
bz振荡反应实验报告

bz振荡反应实验报告bz振荡反应实验报告引言:振荡反应是化学中一种非常有趣且复杂的现象,它常常表现出周期性的变化。
本实验旨在通过观察和研究bz振荡反应,深入了解其机理和特性。
实验目的:1. 观察bz振荡反应的现象和规律;2. 探究影响bz振荡反应的因素;3. 分析振荡反应的动力学特性。
实验材料和方法:材料:甲醛、硫酸、硫酸铁、碘化钾、硫酸铜、稀硫酸、蒸馏水等;方法:按照实验步骤进行操作。
实验步骤:1. 准备工作:清洗实验器材,准备所需试剂;2. 液体A的制备:将甲醛、硫酸和硫酸铁按一定比例混合,得到液体A;3. 液体B的制备:将碘化钾、硫酸铜和稀硫酸按一定比例混合,得到液体B;4. 实验装置的搭建:将液体A和液体B分别倒入两个烧瓶中,通过U型管将两个烧瓶连接起来;5. 观察实验现象:观察烧瓶中液体颜色的变化,记录变化的时间和规律。
实验结果与分析:在实验过程中,我们观察到了bz振荡反应的明显现象。
起初,液体A和液体B 分别呈现深蓝色和黄色。
当两者混合后,液体的颜色会发生周期性的变化,从深蓝色到无色,再到深蓝色,如此往复。
通过记录实验过程中颜色变化的时间和规律,我们发现了一些有趣的现象。
首先,颜色变化的周期并不固定,有时短暂,有时较长。
其次,液体颜色变化的速度也存在差异,有时快速,有时缓慢。
这些现象表明,bz振荡反应受到多种因素的影响。
为了更好地理解bz振荡反应的机理,我们进一步探究了影响反应速率的因素。
实验中我们改变了液体A和液体B的浓度、温度和pH值等条件。
结果显示,液体A和液体B的浓度越高,反应速率越快;温度升高也会加快反应速率;而pH值的变化则对反应速率影响较小。
此外,我们还对bz振荡反应的动力学特性进行了分析。
通过实验数据的处理和计算,我们得到了反应速率与浓度的关系曲线,发现其呈现非线性的特点。
这表明bz振荡反应可能涉及到多个中间物质的生成和消耗,反应过程较为复杂。
结论:通过本次实验,我们深入了解了bz振荡反应的特性和机理。
BZ震荡反应及机理研究

5
B-Z 震荡反应及其机理探究
张明铉
2.4.2 测量
被测溶液在指定温度下恒温足够长时间后(至少 10min),加入最后一种反应试剂,加入的同 时点击工具栏里的运行键,实验即刻开始,屏幕上会显示电位一时间曲线(同时也分别显示电位和 时间的数值)。注意曲线变化,同时注意溶液颜色的变化。经过一段时间的“诱导”,开始振荡反 应,此后的曲线呈现有规律的周期变化。实验结束后保存数据,并通过离线工作站将数据存储为 txt 文本格式。
2.2.4 测定方法
B-Z 反应的振荡现象可以按照如下方法观察:在烧杯中加入适当浓度的丙二酸,硫酸铈铵,溴
酸钾和硫酸,以亚铁试剂作指示剂,可以看到溶液颜色在洋红色和蓝色之间交替变化。由于该反应
是一个氧化还原反应,反应过程中体系的电位会随物质浓度变化,浓度的周期变化也将导致电位的
周期性变化,由电位计可以测量出这种变化,作电位-时间图可以读出诱导时间,振荡周期,振幅等
综上所述,B-Z 震荡反应体系中存在两个受溴离子浓度控制的过程,即[Br-]起着转向开关的作用,
3
B-Z 震荡反应及其机理探究
张明铉
当 [Br-]>临界浓度[Br-]临界 时发生 ① 过程;而当 [Br-]<[Br-]临界 时发生 ② 和 ③ 过程。
2.2.3 化学振荡条件 由上述可见,产生化学振荡需满足三个条件: (1)反应必须远离平衡态。 化学振荡只有在远离平衡态,具有很大的不可逆程度时才能发生。在封闭体系中振荡是衰减的, 在敞开体系中,可以长期持续振荡。 (2)反应历程中应包含有自催化的步骤。 产物之所以能加速反应,因为是自催化反应,如过程 ① 中的产物 HBrO2 同时又是反应物。 (3)体系必须有两个稳态存在,即具有双稳定性。 化学振荡体系的振荡现象可以通过多种方法观察到,如观察溶液颜色的变化,测定吸光度随时 间的变化,测定电势随时间的变化等。
物理化学-实验二十六:BZ化学振荡反应

物理化学-实验二十六:BZ化学振荡反应实验二十六BZ化学振荡反应一、实验目的及要求1. 了解BZ振荡(Belousov-Zhabotinski) 反应的基本原理及研究化学振荡反应的方法。
2. 掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时,丙二酸被溴酸钾氧化过程的基本原理。
3. 测定上述系统在不同温度下的诱导时间及振荡周期,计算在实验温度范围内反应的诱导活化能和振荡活化能。
二、实验原理化学振荡是一种周期性的化学现象,即反应系统中某些物理量如组分的浓度随时间作周期性的变化。
早在17世纪,波义耳就观察到磷放置在留有少量缝隙的带塞烧瓶中时,会发生周期性的闪亮现象。
这是由于磷与氧的反应是一支链反应,自由基累积到一定程度就发生自燃,瓶中的氧气被迅速耗尽,反应停止。
随后氧气由瓶塞缝隙扩散进入,一定时间后又发生自燃。
1921年,勃雷(Bray W C)在一次偶然的机会发现H2O2与KIO3在稀硫酸溶液中反应时,释放出O2的速率以及I2 的浓度会随时间呈现周期性的变化。
从此,这类化学现象开始被人们所注意,特别是1959年,由贝洛索夫(Belousov B P)首先观察到并随后被扎波廷斯基(Zhabotinsky A M)深入研究的反应,即丙二酸在溶有硫酸铈的酸性溶液中被溴酸钾氧化的反应:3H++3BrO- 3+5CH2(COOH)2??→+3Ce3BrCH(COOH)2+4CO2+5H2O+2HCOOH这使人们对化学振荡发生了广泛的兴趣,并发现了一批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统,这类反应称为B-Z振荡反应。
而水溶液中KBrO3氧化丙二酸CH2(COOH)2的反应是化学振荡反应中最为著名,且研究的最为详细的一例,其催化剂为Ce4+/Ce3+或Mn3+/ Mn2+。
人们曾经对BZ反应做过多方面的探讨,并提出了不少历程来解释BZ振荡反应,其中说服力较强的是KFN历程(即Fidld.Koros及Noyes三姓的简称)。
南京大学物化实验系列BZ振荡反应

BZ振荡反应一.实验目的及要求1. 了解Belousov-Zhabotinsli反应的基本原理。
2. 初步理解自然界中普遍存在的非平衡非线性问题。
二.教学提问1.什么是非平衡非线性原理?什么是耗散结构?2.BZ体系由那些物种构成?振荡的控制物种是什么?3.配制溶液过程中,要注意那些问题?4.温度与诱导时间的关系如何?二.实验原理1.自催化反应在给定条件下的反应体系,反应开始后逐渐形成并积累了某种产物或中间体,这些产物具有催化功能,使反应经过一段诱导期后出现大大加速的现象,这种作用称为自(动)催化作用。
其特征之一是存在着初始的诱导期。
大多数自动氧化过程都存在自催化作用。
油脂腐败,橡胶变质以及塑料制品的老化均属于包含链反应的自动氧化过程,反应开始进行很慢,但都被其所产生的自由基所加速。
2.化学振荡有些自催化反应有可能使反应体系中某些物质的浓度随时间(或空间)发生周期性的变化,即发生化学振荡,而化学振荡反应的必要条件之一是该反应必须是自催化反应。
化学振荡现象的发生必须满足如下几个条件:(1)反应必须是敞开体系且远离平衡态,即△r G m 为较负的值。
(2)反应历程中应包含自催化的步骤。
(3)体系中必须能有两个准定态存在。
其净反应是A −−→E。
对这一组微分方程求解得:k2[X]-k3ln[X]+ k2[Y]+ k1[A]ln[Y]=常数这一方程的具体解可用两种方法表示,一种是用[X]和[Y]对t作图,如图1,其浓度随时间呈周期性变化;另一种是以[X]对[Y],得反应轨迹曲线,如图2,为一封闭椭圆曲线。
反应轨迹曲线为封闭曲线,则X和Y的浓度就能沿曲线稳定地周期变化,反应变呈振荡现象。
图1 [X]和[Y]随时间的周期性变化图2 反应轨迹曲线中间产物X、Y(它们同时也是反应物)的浓度的周期性变化可解释为:反应开始时其速率可能并不快,但由于反应(1)生成了X,而X又能自催化反应(1),所以X骤增,随着X的生成,使反应(2)发生。
实验五 BZ化学振荡反应实验步骤

实验五BZ化学振荡反应实验步骤一、仪器与药品1、BZ反应测试仪1台2、计算机1套3、BZ反应器1个4、超级恒温槽1套5、打印机1台6、铂电极1个7、硫酸亚汞电极1个8、量筒(25ml)4个9、塑料盒1个10、去离子水洗瓶1个11、烧杯(400ml)1个12、0.002mol·dm-3的硫酸铈13、0.225mol·dm-3丙二酸14、0.25mol·dm-3溴酸钾15、1.5mol·dm-3硫酸二、实验步骤1、按图联好仪器,打开超级恒温槽,将温度调节至30℃;2、用量桶量取0.002mol/L的硫酸铈铵25mL,放入恒温槽中恒温;3、将反应器置于电磁搅拌器上,放入磁搅拌子(小心),在反应器在中分别加入0.225mol/L丙二酸溶液、0.125mol/L溴酸钾溶液、1.5mol/L硫酸溶液各25mL,开动电磁搅拌机,搅拌至恒温后(10分钟),将电极引线接面板所示相应的接线柱。
此时打开检测仪的电源开关,启动计算机上面的监测软件,此时整个系统处于等待状态。
4、迅速在反应器中加入已恒温0.002mol/L的硫酸铈铵25mL,按下面板上红色的“启动/暂停”按纽,整个记录系统即可自动的工作。
(中途若需要暂停,可以按下“启动/暂停”按纽,系统处于暂停状态;再次按下则恢复采集。
)5、从加硫酸铈铵开始到体系电压第一次迅速下降之前的这段时间计为诱导期t in,读出诱导期时间t in。
6、当振荡反应结束时,点击监测软件右上角“保存数据”7、以电势变化最尖锐的波峰为起点,连续计5~10个周期,读出振荡周期的平均值t p。
8、从加入硫酸铈铵时开始一直到振荡反应结束称为振荡寿命t l9、将温度升高到40℃时,重复上述实验。
10、倒出反应液,洗净反应器,并用水荡洗铂电极,用蒸馏水冲洗后用滤纸擦干。
三、实验数据及处理结果1、读出诱导期时间t in Array2、以电势变化最尖锐的波峰为起点,连续计5~10个周期,读出振荡周期的平均值t p3、读出振荡寿命t l4、计算不同温度诱导期、振荡平均周期活化能。
bz振荡实验报告

bz振荡实验报告
《bz振荡实验报告》
实验目的:通过对bz振荡实验的观察和分析,探究化学反应中的振荡现象,并深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
实验材料和方法:实验中所需材料包括苯乙烯、溴化钾、硫酸、硫酸铁、甲酸和氢氧化钠等化学试剂,以及玻璃容器、计时器和温度计等实验仪器。
实验步骤包括将苯乙烯、溴化钾和硫酸铁依次加入玻璃容器中,然后加入甲酸和氢氧化钠,观察反应过程中的颜色变化和振荡现象,并记录实验数据。
实验结果:在实验过程中,观察到了反应溶液由无色到黄色再到蓝色的变化,同时伴随着溶液的振荡现象,呈现出周期性的颜色变化。
通过记录实验数据,得出了反应物浓度、温度和反应速率等因素对振荡现象的影响规律,从而深入探讨了化学反应动力学的相关知识。
实验结论:通过对bz振荡实验的观察和分析,我们深入了解了化学反应中的振荡现象及其规律,加深了对反应动力学和化学动力学的理解。
这对于进一步研究化学反应机理和应用化学反应于工业生产等方面具有重要意义。
总结:bz振荡实验是一项具有重要意义的化学实验,通过实验我们不仅可以观察到化学反应中的振荡现象,还可以深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
希望通过本次实验报告的分享,能够对化学爱好者和学习者有所帮助,激发大家对化学科学的兴趣和热爱。
实验三十七BZ振荡反应

根据t诱与温度数据作lnl/t诱~1/T图,求出表现活化能。
实验讨论
1、实验中溴酸钾试剂纯度要求高。 2、217 型甘汞电极用lmol·L -1H2SO4作液接。 3、配 0.004 mol·L -1的硫酸铈铵溶液时,一定要在 0.20 mol·L -1硫酸介质中配制。防止发 生水解呈混浊。 4、所使用的反应容器一定要冲洗干净,转子位置及速度都必须加以控制。
kf
kf + knr
(38-10)
Φ=
k f [ A* ]
=
kf
k f ⋅[ A* ] + knr ⋅[ A* ] + kq ⋅[Q] ⋅[ A* ] k f + knr + kq ⋅[Q]
(38-11)
Φ0、Φ分别表示不加和加猝灭剂时的光量子产率。而
I0 = Φ0 =
k f /(k f + knr )
度后,再稳定 5 分钟,加入 10mL硫酸铈铵(4X10-3mol/L)后,点击“开始实验”,输入文件名,
保存实验波形及数据。注意观察溶液颜色的变化及信号电压值的变化。观察反应曲线,待反
应完成后,按“查看峰谷值”键可观察各波的峰、谷值。
7.如果需要打印此次实验波形,按下“打印”键,选择打印比例,程序根据操作者选择的
BrO3- + HBrO2 + H+ KK3 4
2BrO2 + H2O
(37-3)
BrO2 + Ce+3 + H+
HBrO2 + Ce+4
(37-4)
2HBrO2 KK5 5
BrO3- + HOBr + H+
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
K1 [BrO3-][ H+]。 K2
BrO3- + HBrO2 + H+
K3
2BrO2 + H2O (3) Ce4+ (K4=快速) (4)
(K3 = 1×10 4mol-2.L6.s-1 , 250C ) BrO2 + Ce3+ + H+ 2HBrO2
K5 K4
HBrO2 +
BrO3- + HOBr + H+ (5)
K3 - [BrO3-] = 5×10 6 [BrO3-] K2
K6
Br-的再生可通过下列步骤实现:
4Ce4+ + BrCH(COOH)2 +H2O + HOBr
该体系的总反应是:
2 Br- + 4 Ce3+ + 3CO2 + 6 H+
(6)
2H+ + 2 BrO3- + 3CH2(COOH)2
2 BrCH(COOH)2 + 3CO2 +4 H2O
曾经提出过不少模型来研究化学振荡的反应机理,下面介绍洛特卡(Lotka)-沃尔特 拉(Voltella)的自催化模型。
2X (1) A+X 2Y (2) X+Y E (3) Y
k3 k2
k1
d [ A] =k1[A][X] dt d[ X ] r2=- =k2[X][Y] dt d[E] r3= = k3[Y] dt
r1=-
E。对这一组微分方程求解得: 其净反应是 A
k2[X]-k3ln[X]+ k2[Y]+ k1[A]ln[Y]=常数 这一方程的具体解可用两种方法表示,一种是用[X]和[Y]对 t 作图,如图 1,其浓度随时间 呈周期性变化;另一种是以[X]对[Y],得反应轨迹曲线,如图 2,为一封闭椭圆曲线。反应 轨迹曲线为封闭曲线,则 X 和 Y 的浓度就能沿曲线稳定地周期变化,反应变呈振荡现象。
(7)
3
南京大学化学化工学院
物理化学实验教案
邱金恒
振荡的控制物种是 Br-。 5.实验装置及有关电势曲线的解释 实验装置如图 3 所示,图 4 是实验记录电势曲线的示意图。
图 3 实验装置
图 4 电势~时间曲线示意图
电池由铂电极、甘汞电极和反应溶液组成。记录仪记录的电势是溶液中各种电对电位 的综合电势,其中起主导作用的是 Ce4+/ Ce3+氧化还原电对。电势~时间曲线反映了体系实 测电势与时间的关系,曲线也反映了因 Ce4+/ Ce3+电对的活度比变化产生的电势变化特点, 曲线也反映了振荡过程中中间组分的浓度~时间的关系,从而可以得到振荡反应的特征并 加以研究。 硫酸铈铵溶液加入体系后,体系中主要存在的是 Ce4+,而 Ce3+量较少,此时φ(Ce4+/ Ce )较大(对应于电势曲线中的 a 点) 。反应(6)缓慢地进行,Ce4+逐渐减少,同时生成 Br-(对应于 ab 段) 。当[Br-]达到[Br-]crit 时(对应于 b 点) ,发生 A 过程,所产生的 HOBr 加
南京大学化学化工学院
物理化学实验教案
邱金恒
BZ 振荡反应
一.实验目的及要求 1. 了解 Belousov-Zhabotinsli 反应的基本原理。 2. 初步理解自然界中普遍存在的非平衡非线性问题。 二.教学提问 1.什么是非平衡非线性原理?什么是耗散结构? 2.BZ 体系由那些物种构成?振荡的控制物种是什么? 3.配制溶液过程中,要注意那些问题? 4.温度与诱导时间的关系如何? 二.实验原理 1.自催化反应 在给定条件下的反应体系,反应开始后逐渐形成并积累了某种产物或中间体,这些产 物具有催化功能,使反应经过一段诱导期后出现大大加速的现象,这种作用称为自(动) 催化作用。其特征之一是存在着初始的诱导期。 大多数自动氧化过程都存在自催化作用。油脂腐败,橡胶变质以及塑料制品的老化均 属于包含链反应的自动氧化过程,反应开始进行很慢,但都被其所产生的自由基所加速。 2.化学振荡 有些自催化反应有可能使反应体系中某些物质的浓度随时间(或空间)发生周期性的 变化,即发生化学振荡,而化学振荡反应的必要条件之一是该反应必须是自催化反应。化学 振荡现象的发生必须满足如下几个条件: (1)反应必须是敞开体系且远离平衡态,即△rGm 为较负的值。 (2)反应历程中应包含自催化的步骤。 (3)体系中必须能有两个准定态存在。
BrO3- + Br- + 2H+
K1
HBrO2 + HOBr (1)
(K1 = 2.1 mol.L9.s-1 , 250C ) HBrO2 + Br- + H+
K2
2HOBr (2)
(K2 = 2×10 9 mol-2.L6.s-1 , 250C )
其中第一步是速率控制步,当达到准定态时,有[HBrO2]= 当[Br-]<[Br-]cri 时,发生下列 B 过程,Ce3+被氧化:
3+
速了反应(6)的进行,Ce4+的量骤减,Ce3+的量骤增,φ(Ce4+/ Ce3+)急剧下降(对应于 bc 段) ,实验现象表现为溶液由黄色逐渐变为无色。随着 Ce4+的减少,反应(6)的速率减 慢, 生成 Br-量减少, 而 A 过程消耗 Br-, 使[Br-]下降。 当[Br-]下降到[Br-]crit 时 (对应于 c 点) , 发生 B 过程。这是一个自催化过程,Ce4+的量骤增,Ce3+的量骤减,φ(Ce4+/ Ce3+)急剧上 升(对应于 cd 段) ,实验现象表现为溶液由无色逐渐变为黄色。Ce4+的增多使反应(6)提 速,[Br-]上升,直到[Br-]crit(对应于 d 点) 。 整个体系处于化学振荡过程中,振荡的控制物种是 Br-,[Br-]、[Ce4+]、[Ce3+]都周期性 变化。c 点[Ce4+]有极小值,[Ce3+]有极大值;d 点[Ce4+]有极大值,[Ce3+]有极小值。这两个 点对应着体系的两个准定态。 在不同的温度下测定电势~时间曲线,分别从曲线中得到诱导时间 tu 和 tz ,根据 Arrhenius 方程,ln1/tu(或 ln1/tz)=-E/RT+lnA,分别作 ln1/tu~1/T 和 ln1/tz~ 1/T 图,从图中
2
南京大学化学化工学院
物理化学实验教案
邱金恒
1972 年,R. J. Fiela、 E. Koros、R. Noyes 等人通过 BrO3-~Ce4+~MA~H2SO4 体系的实验 对 BZ 振荡反应作出了解释,即提出了 FKN 机理。其主要思想是:当体系中存在着两个受 溴离子浓度控制的过程 A 和 B,当[Br-]高于临界浓度时[Br-]crit 时发生 A 过程,当 [Br-]低于 [Br-]crit 时发生 B 过程。也就是说[Br-]起着开关的作用,它控制着从 A 到 B 的过程,再由 B 到 A 的过程的转变。在 A 过程由于反应的消耗[Br-]降低,当[Br-]<[Br-]crit 时,B 过程发生。 在 B 过程中[Br-]再生,[Br-]增加,当[Br-]>[Br-]crit 时,A 过程再次发生,这样体系就在 A, B 过程之间往复振荡。下面以 FKN 机理对 BrO3-~Ce4+~MA~H2SO4 体系加以解释。 当[Br-]>[Br-]cri 时,发生下列 A 过程:
4
南京大学化学化工学院
物理化学实验教案
邱金恒
曲线斜率分别得到表观活化能 Eu 和 Ez,同时也可得到经验常数 Au 和 Az。 三.仪器与药品 反应器 100mL1 只,超级恒温槽 1 台,磁力搅拌器 1 台,数字电压表 1 台。 丙二酸 (A.R) 溴酸钾(G.R)硝酸铈铵(A.R) 浓硫酸(A.R) 。 四.实验步骤 1. 按图 3 联好仪器,打开超级恒温槽,将温度调节至 25.0。 2. 配 置 0.45mol/L 丙 二 酸 100mL , 0.25mol/L 溴 酸 钾 100mL ( 需 水 浴 加 热 溶 解 ) , 硫酸 3.00mol/L100mL,4×10-3mol/L 硝酸铈铵 100mL(在 0.20mol/L 硫酸介质中配制) 。 3. 在反应器中加入已配好的丙二酸溶液,溴酸钾溶液,硫酸溶液各 15mL,恒温 5min 后加 入硝酸铈铵溶液 15mL,观察溶液颜色的变化,由显示的电势曲线到达第一个峰值时记下相 应的诱导时间 t 诱。 4. 用上述方法改变温度为 30℃,35℃,40℃,45℃,50℃重复试验(后三个温度需做两次 取均值) 。 五.注意事项 1.实验中溴酸钾纯度要求高。 2.217 型甘汞电极用 1mol/L 硫酸作液接。 3.配制 0.004mol/L 硫酸铈铵溶液时,一定要在 0.20mol/L 硫酸介质中配制,防止发生水解 呈混浊。溴酸钾溶解度小,需用热水浴加热溶解。 4.反应容器一定要冲洗干净;电极要插入液面下;转子位置和速度要加以控制,不能碰到 电极。 5.反应溶液(包括硫酸铈铵溶液)需预热。
六.数据处理 根据 t 诱与温度数据作 ln(1/t 诱)~1/T 图,求出表观活化能。 斜率 k=-6446.9K - - - - Ea=-Rk=-8.314J·K 1·mol 1×(-6446.9K)=5.36×104 J·mol 1=53.6k J·mol 1 七.思考题 1. 影响诱导期的主要因素有哪些? 答:影响诱导期的主要因素有: a) 温度。温度越高,诱导期越短。 b) 溶液的浓度。本实验中溶液的浓度对结果的影响相对较小。 c) 溶液中是否含有氧化还原的离子,对实验结果的影响很大,因为本实验测的是反应 的诱导时间,溶液中含有氧化还原的离子,对诱导时间的影响最大。 2.本实验的电势主要代表什么意思,与 Nernst 方程求得的电位有什么不同? 答:本实验记录的电势代表振荡过程的系统的综合电势,主要反映了反应过程中离子 的浓度随着反应进程的变化,是非平衡态的电势。而 Nernst 方程求得的电位是平衡时的电 势,而且 Nernst 方程标准氢电极为参比电极,而本实验用甘汞电极为参比电极。对于非线 性非平衡体系电极电势没有数学表达式,只有测定电势。所以 Ce4+/ Ce3+电对的电位不可以