碘钟反应实验报告
碘钟反应文档
碘钟反应简介碘钟反应是一种常见的化学实验，用于展示化学反应速率的变化与物质浓度之间的关系。
该反应通常使用混合物高锰酸钾（KMnO4）和硫酸（H2SO4），随着物质浓度的变化，溶液的颜色从橙色逐渐转变为深紫色，同时伴随有气泡的释放。
实验步骤1.准备实验装置：将高锰酸钾晶体称取指定质量（通常为2g），加入到烧杯中，并加入适量的蒸馏水溶解。
2.准备溶液：将含有两种溶液的试管分别准备好。
溶液A由少量高锰酸钾溶液和适量的蒸馏水组成，溶液B由硫酸和适量的蒸馏水组成。
3.实验操作：将溶液A快速倒入溶液B中，开始观察溶液的变化。
4.观察结果：开始时，溶液为橙黄色，随着时间的推移，颜色逐渐变深，从橙色转变为红色，最后变成深紫色。
同时，有气泡从溶液中释放出来。
反应机理碘钟反应的反应机理涉及复杂的氧化还原过程。
具体反应步骤如下：1.首先，高锰酸钾溶液和硫酸反应，生成具有强氧化性的Mn2+离子。
2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5[O]2.接着，Mn2+离子被碘化钠（NaI）氧化为MnO2。
碘离子（I-）在反应中充当催化剂。
2Mn2+ + 4I- → 2MnI23.MnO2与碘酸根离子（IO3-）反应生成三碘化物离子（I3-）。
MnO2+ 2IO3- + H2O → Mn2+ + 2I3- + 2OH-4.最后，碘酸根离子与碘化钠反应生成碘。
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 +3H2O这些反应会反复发生，从而导致溶液中碘的浓度逐渐升高，最终溶液颜色变为深紫色。
影响反应速率的因素碘钟反应的反应速率取决于多种因素，包括：1.温度：温度越高，反应速率越快。
2.高锰酸钾（KMnO4）和硫酸（H2SO4）的浓度：浓度越高，反应速率越快。
3.碘化钠（NaI）的浓度：浓度越高，反应速率越快。
4.溶液的搅拌程度：搅拌越强，反应速率越快。
5.反应容器的形状和大小：反应容器的形状和大小会影响反应溶液的表面积，从而影响反应速率。
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1.碘钟反应2 碘钟反应药品: 硫酸, 双氧水, 碘酸钾, 硫代硫酸钠, 淀粉向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。
此时在体系中存在两个主要反应, 化学方程式为：H2O2(aq)+3I−(aq)+2H+→I3−+2H2OI3−(aq)+2S2O32−(aq) →3I−(aq)+S4O62−(aq)药品: 硫酸, 碘酸钾, 亚硫酸氢钠, 淀粉向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液）, 此时体系中出现如下反应：IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) →I− (aq) + 3HSO4−(aq)然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应:IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) →3I2 + 3H2O (l)接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原:I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) →2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)药品: 硫酸, 过硫酸钾, 碘化钾, 淀粉, 硫代硫酸钠通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。
加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。
化学方程式如下:2I−(aq) + S2O82−(aq) →I2 (aq)+ 2SO42−(aq)I2 (aq) + 2S2O32−(aq) →2I−(aq) + S4O62−(aq)将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合, 化学方程式如下:I3− →I− + I2ClO3− + I− + 2H+ →HIO +HClO2ClO3− + HIO + H+ →HIO2 + HClO2ClO3− + HIO2 →IO3− + HClO2[1]。
碘钟反应
视频
KIO3-H2O2-CH2(COOH)2-MnSO4-H2SO4 体系
开始阶段产生I HIO3+H2O2 → HIO2+O2+H2O HIO2+H2O2→HIO+O2+H2O HIO+H2O2 → I-+O2+H2O
当I-浓度很小时
IO3-+HIO2+H+ → IO2+H2O IO2+H2O2 → HIO2+O2 HIO2 → HIO+HIO3 HIO+Mn2++H+ → I2+Mn+I-+2H+ → HIO2+HIO HIO2+I-+H+ → HIO HIO+I-+H+ → I2+H2O I2+CH2(COOH)2 → ICH(COOH)2+I-+H+
I-的再生
Mn3+ +ICH(COOH)2+H2O → I+Mn2++HCOOH+CO2+H+
实验试剂与操作
甲溶液：3.6mol/L过氧化氢溶液。 乙溶液：含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰和 0.03%淀粉的混合溶液。 丙溶液：0.2mol/L碘酸钾 分别取10mL甲乙丙三种溶液混合于小烧杯中，再向 其中滴加约10滴稀硫酸，
见证奇迹的时刻到来！
更多的有趣化学实验
实验中的颜色变化与过程图解
蓝色为游离的I2遇到淀粉 无色为碘与丙二酸发生作用生成ICH(COOH)2 琥珀色为Mn2+被氧化生成Mn3+的颜色
碘钟实验(新、选)
1.碘钟反应2 碘钟反应1.1过氧化氢型碘钟药品：硫酸，双氧水，碘酸钾，硫代硫酸钠，淀粉向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。
此时在体系中存在两个主要反应，化学方程式为：H2O2(aq)+3I−(aq)+2H+→I3−+2H2OI3−(aq)+2S2O32−(aq) →3I−(aq)+S4O62−(aq)1.2碘酸盐型碘钟药品：硫酸，碘酸钾，亚硫酸氢钠，淀粉向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液），此时体系中出现如下反应：IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) →I− (aq) + 3HSO4−(aq)然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应：IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) →3I2 + 3H2O (l)接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) →2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)药品：硫酸，过硫酸钾，碘化钾，淀粉，硫代硫酸钠通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。
加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。
化学方程式如下：2I−(aq) + S2O82−(aq) →I2 (aq)+ 2SO42−(aq)I2 (aq) + 2S2O32−(aq) →2I−(aq) + S4O62−(aq)将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合，化学方程式如下：I3− →I− + I2ClO3− + I− + 2H+ →HIO +HClO2ClO3− + HIO + H+ →HIO2 + HClO2ClO3− + HIO2 →IO3− + HClO2[1]最新文件仅供参考已改成word文本。
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碘钟实验,BZ震荡试验,蓝瓶子实验
碘钟实验药品：29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸步骤：1.配置甲溶液：量取97mL29%的过氧化氢溶液，转移入250mL容量瓶里，用蒸馏水稀释到刻度，得3.6mol/L过氧化氢溶液。
2.配置乙溶液：分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰，分别溶于适量水中。
另称取0.075g 可溶性淀粉，溶于50mL左右沸水中。
把三者转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。
3.配置丙溶液：称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中，再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。
转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。
4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中，这混合溶液分别含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。
注意：1.碘钟反应速率与温度有关2.丙溶液会随室温降低，碘酸钾以晶体析出，微热又溶解。
甲溶液不宜放置太久，否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。
B-Z震荡试验试剂：A溶液：3g丙二酸+6mL 1：1硫酸+0.2g硝酸铵+44mL水B溶液：2.5g溴酸钾+50mL水邻菲啰啉：0.7g硫酸亚铁+0.5g邻菲啰啉注：步骤：1.烧杯中加入8mLA液和8mLB液混合并观察（无-黄-无）记录周期。
2.再加入1mL邻菲啰啉观察（无-黄-无）记录周期蓝瓶子实验试剂：0.1%亚甲基蓝溶液、30%NaOH溶液、葡萄糖、蒸馏水。
锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时器。
步骤：1 锥形瓶中加50mL水，1.5克葡萄糖，逐滴滴入8～10滴0.1％亚甲基蓝，振荡至溶液呈蓝色2 加入2mL30％NaOH溶液，振荡试管，静置锥形瓶，观察并记录现象。
时钟反应碘振荡反应
时钟反应碘振荡反应
时钟反应，也被称为碘钟反应，是一种化学振荡反应，它体现了化学动力学的原理。
这种反应在1886年被瑞士化学家Hans Heinrich Landolt发现。
在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成靛蓝色。
这个反应中，碘酸根被硫代硫酸钠还原，是一个很吸引人的反应，常常被用来作为说明反应速率的实验典范。
例如，当同时加入少量硫代硫酸钠标准溶液和淀粉指示剂时，产生的碘会很快被还原为碘离子，直到S2O32-消耗完。
当游离碘遇上淀粉时，溶液会显示蓝色。
从反应开始到蓝色出现所经历的时间，可以作为反应初速的计量。
由于这一反应能自身显示反应进程，因此被称为“碘钟”反应。
在碘钟反应的实验中，混合后的溶液会由无色变为蓝紫色，几秒后又褪为无色，接着又变成琥珀色并逐渐加深，然后蓝紫色又反复出现，几秒后又消失。
这样的变化会持续进行，形成周期性的振荡反应。
这种振荡反应的周期约为8秒，而且能持续10多分钟。
需要注意的是，碘钟反应的速率与温度有关。
总的来说，碘钟反应是一种非常有趣且富有教育意义的化学反应，它展示了化学动力学的原理和反应速率的测定方法，同时也为我们提供
了一种理解和探索化学反应的新视角。
碘钟反应原理
碘钟反应原理
碘钟反应是一种常见的化学实验，通过观察反应物的颜色变化来研究化学反应的速率。
碘钟反应的原理涉及到碘化物离子、过氧化氢和淀粉之间的化学反应，下面将详细介绍碘钟反应的原理及其相关知识。
碘钟反应的原理主要包括两个重要的化学反应：过氧化氢分解和碘化物与碘的反应。
首先，过氧化氢在碱性条件下会发生分解反应，生成氧气和水。
这个反应可以用化学方程式表示为：
2H2O2 -> 2H2O + O2。
过氧化氢分解的速率受到温度、浓度和催化剂等因素的影响，因此可以通过观察氧气产生的速率来研究反应速率的变化。
其次，碘化物与过氧化氢反应生成碘离子和水。
这个反应可以用化学方程式表示为：
2I+ 2H2O2 -> I2 + 2OH+ 2H2O。
碘化物与过氧化氢反应的速率也受到温度、浓度和催化剂等因素的影响，因此可以通过观察碘离子产生的速率来研究反应速率的变化。
最后，碘离子与淀粉形成蓝色的淀粉碘化物络合物。
这个反应可以用化学方程式表示为：
I2 + (C6H10O5)n -> (C6H10O5)n·I2。
当碘离子的浓度超过一定的阈值时，淀粉会发生蓝色化学反应，这就是碘钟反应中颜色变化的原因。
综上所述，碘钟反应的原理主要包括过氧化氢分解、碘化物与过氧化氢反应以及碘离子与淀粉的络合反应。
通过观察这些反应的速率和产物的颜色变化，可以研究化学反应的动力学特性，从而更深入地理解化学反应的机理和规律。
希望本文能够帮助您更好地理解碘钟反应的原理，同时也希望您在进行碘钟反应实验时能够注意安全，并严格遵守实验室的操作规程。
祝您实验顺利，取得理想的结果！。
碘钟反应的方程式和实验流程
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它于 1886 年被瑞士化学家 Hans Heinrich Landolt 发现。
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碘钟反应
一
实验目的
1．了解浓度、温度对反应速率的影响。
2．学习测定K2S2O8 氧化KI 的反应速率常数及活化能的原理和方法。
3．练习用计算法、作图法处理实验数据。
二 实验原理
水溶液中，Ｋ2Ｓ2Ｏ8 与KI发生如下反应的离子方程式
S2O82-＋２I-＝I２＋２SO４2-
在温度和离子强度不变，反应速率与反应物浓度的关系可近似表示为即
动力学方程：
• Ｖ＝-d [S
2O82-]／dt＝k [S2O8
2-]m[Ｉ-]n
通常人们认为S2O82-氧化I-通常经历两个步骤
S2O82-＋I-＝ [IS2O8]３-。。。。。。。。。。。。。（１）
[IS2O8]３-＋ I- ＝ I２＋２SO４2-。。。。。。。。（２）
反应（１）为速控步骤，则其速率方程为
-d[S2O82-]／dt＝k[S2O82-][I-]
若[I-]不变（ [I-] > >[S2O82-]）则其速率方程为
-d[S2O82-]／dt＝k１[S2O82-]
k１＝k[I-]，上述反应假定为准一级反应，则
㏑[S2O82-] ＝－k１t＋㏑[S2O82-]０
以㏑[S2O82-] 对时间t作图，即可求得反应速率常数k
１
为了保持[I-] 不变，本实验采用加入S2O３2方法：
２S2O３2-＋I２＝２I-＋S４O６2- 此反应很快，可认为瞬间完成。由加入的
Na2S2O3的体积及其浓度，可以算出每次溶液呈现蓝色时所消耗的
Na2S2O3的量，从而求出此时刻的S2O82-，得到一系列K2S2O8的浓度
及其对应的反应时间，从而求的速率常数k1，改变反应温度，可求得
不同反应温度的k1值，根据阿仑尼乌斯公式 Ｋ =Ａｅ－Ea/RT 取对数
㏑Ｋ＝－Ea/RT＋㏑Ａ
以㏑Ｋ对1/T 作图，求出直线斜率，即可求得活化能Ea
三 装置和流程简图
仪器：
恒温槽，电子秒表，微量注射器，量筒（10ml），移液管(25ml，10ml)，
吸耳球，环形搅拌器，大试管，容量瓶，烧杯
试剂：
(Ｋ2Ｓ2Ｏ8 ０.０５０mol·L-1)ＫＩ (0. １００mol·L-1) Na2S2O3
(0.01２５mol·L-1) 淀粉 (１％，Ｗ /Ｖ)
流程：
１.恒温槽调至所需温度，恒温。
２.大试管装入２５ml蒸馏水，１０mlＫＩ溶液，２ml淀粉液，→
恒温１０分钟
Ｋ2Ｓ2Ｏ8放入容量瓶中→恒温１０分钟
3． 用微量注射器取３００μl Na2Ｓ2Ｏ３注入大试管中，用环
形搅拌器使其混合均匀。
4． 移液管取１０ ml已恒温Ｋ2Ｓ2Ｏ8注入大试管，流出一半时
计时，至溶液颜色变蓝，暂停秒表，记下时间读数，立即再加
入３００μl Na2Ｓ2Ｏ３，搅拌溶液，开动秒表，继续计时
颜色变化暂停记时，重复记五次。
四 原始数据及数据处理
22℃ 25℃ 28℃ 31℃ 34℃
[S2O82-] ㏑[S2O82-]
t1 4’19”97 3’28”31 2’45”18 2’13”87 1’53”28 0.0266 -3.629
t2 9’47”56 6’33”68 5’08”71 4’01”24 3’21”43 0.0261 -3.646
t3 13’27”31 9’52”31 7’24”02 5’49”40 5’04”77 0.0256 -3.682
t4 17’13”84 13’18”62 9’55”87 7’47”27 6’37”49 0.0252 -3.682
t5 21’06”37 16’40”62 12’31”00 9’53”93 8’10”24 0.0247 -3.700
五 实验结果及讨论
思考题：
1. 碘钟反应的基本条件是什么？
答：（1）在反应过程中维持[I-]不变，为此本实验采用补偿法，通过加入一
定浓度的Na2S2O3来维持[I-]在反应过程中不变。
（2）在测反应活化能时，要求在实验温度范围内Ea不随温度变化。
2.根据实验原理及实验方法，活化能的测定是否可以简化？
答：可以。如果我们所需数据仅为活化能Ea，由书中式（7）
㏑[S2O82-] ＝－k１t＋㏑[S2O82-]０ 如果固定反应后，[S2O82-]不变，即
Kt=㏑[S2O82-]０-㏑[S2O82-]=C(常数) ----------------------（11）
对上式左右取对数得㏑k+㏑t=㏑C
将上式代入（10）式得：㏑C -㏑t=－Ea/RT＋㏑Ａ 整理得
㏑t=㏑C+ Ea/RT-㏑Ａ作1/T对㏑t直线，斜率为Ea/R，即可求得Ea。
实验讨论
1. 所用的试剂若混有少量的Fe３+，Cu２+，对反应会有催化作用，必要时
要加入缓冲试剂，来消除这些离子的影响。
2. 向混合溶液中加入Ｋ2Ｓ2Ｏ8 ，要越快越好。
3. 为保证实验数据的准确性，在反应过程中要注意恒温的控制以及温度
的调节。
4. 实验温度不能太，否则速率太快不易控制，实验误差大。
5. KI溶液不稳定，易被空气氧化而使无色溶液变成淡黄色而导致反应时
间缩短，配好以后的三个小时内可照常使用。放置时间长若溶液变黄，
可滴加Na2S,直至黄色褪去即可继续使用。
6. 反应中的搅拌速度对反应时间也有影响，搅拌得越快，反应时间越短。
同一组实验，要用同一种速度搅拌。