化学反应速率实验体系的探索与尝试（二）

二、实验仪器与试剂

秒表，温度计（0～100℃），碘量瓶（100 m L×9，洁净干燥），吸量管或取液器若干，铜水浴锅（或超级恒温水浴缸），冰块，标签纸，滤纸片，搅拌子，电磁搅拌器。

 
三、实验结果与讨论

（一）浓度对反应速率的影响及反应速率常数的测定

在室温下，以吸量管（贴标签，专用；或取液器）按照表格中的数据分别量取适量KI、淀粉和Na2S2O3溶液加入碘量瓶中，放入洁净搅拌子并将碘量瓶置于电磁搅拌器上搅拌，使溶液混合均匀。再用另一吸量管（或取液器）量取适量K2S2O8溶液（或Fe Cl3溶液），迅速倒入碘量瓶中，立即计时并将碘量瓶塞盖上，当溶液刚出现蓝色时停止计时，记下时间Δt和室温。

用同样的方法按照表中的数据进行其他实验。为使溶液的总体积和离子强度保持不变，实验中KI、K2S2O8所减少的量分别用等体积、同浓度的KNO3、K2SO4溶液补充，Fe Cl3则以等体积、2倍浓度的Na Cl液补充。

（二）温度对反应速率的影响

按照各表中实验编号4的试剂用量，将Na2S2O3、KI、KNO3和淀粉溶液加入碘量瓶，将K2S2O8（或Fe Cl3）溶液放入另一个碘量瓶（或小烧杯）中，并同时置入冰水浴（或超级恒温水浴）中冷却（或升温10℃）。待溶液均恒定至预定温度时，把K2S2O8（或Fe Cl3）迅速倒入到KI等的混合溶液中，立即计时加塞，并搅动溶液，当溶液刚出现蓝色时，停止记时，记录反应的时间与温度。

（三）催化剂对反应速率的影响

Cu2+可以使K2S2O8与KI的反应速率增大。按表格中实验编号4的试剂用量，将Na2S2O3、KI、KNO3和淀粉溶液加入碘量瓶中,再加入3滴0.020 mol·L-1Cu(NO3)2溶液，摇匀，迅速倒入K2S2O8溶液，在室温下重复上述实验，记录反应时间。

（四）不同体系实验结果的比较与讨论

1.(NH4)2S2O8-KI反应体系实验效果分析
将（NH4)2S2O8-KI反应体系的实验数据列表如下，可与另两种反应体系进行实验效果对比，（NH4)2S2O8溶液最好现用现配。

由表1数据可知，该实验体系在27.0℃时的反应速率常数k的相对平均偏差为3.52%。不考虑（NH4)2S2O8溶液在常温下易变质的缺点，该体系的实验结果还是比较令人满意的。

表2为温度与催化剂对（NH4)2S2O8-KI体系反应速率的影响。经计算，在此实验条件下该体系的活化能Ea为55.58 k J∙mol-1，与理论值51.88 k J∙mol-1相比，相对偏差为7.13%。

因K2S2O8与（NH4)2S2O8参与反应的离子一致，反应原理相同，故优先分析K2S2O8-KI反应体系。

2. K2S2O8-KI反应体系实验效果分析

将不同反应物浓度、不同反应体积的K2S2O8与KI记为a、b、c、d、e五个组分别进行实验，计算各自的反应速率、反应速率常数及活化能，并分析实验结果。实验以数据准确合理、试剂消耗低、产生废液量少为基本依据，优选出合适浓度与反应体积的实验组别。K2S2O8-KI反应体系实验数据见表3至表9。

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