甲酸氧化反应动力学的测定VIP免费

甲酸氧化反应动力学的测定实验报告课程名称：大学化学实验P指导老师：成绩：__________________实验名称：甲酸氧化反应动力学的测定实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的1.用电动势法测定甲酸被溴氧化的反应动力学；2.了解化学动力学实验和数据处理的一般方法；3.加深理解反应速率方程、反应级数、速率系数、活化能等重要概念和一级反应动力学的特点、规律。二、实验原理甲酸被溴氧化的计量方程：HCOO-+Br2=CO2+H++2Br-对该反应，除反应物外，[Br-]和[H+]对反应速率也有影响，严格的速率方程非常复杂。在实验中，当使Br-和H+过量、保持其浓度在反应方程中近似不变时，则反应速率方程式可写成mn-d[Br2]/dt=k[HCOOH][Br2]（1）如果初始的[HCOOH]比[Br2]大得多，可认为在反应过程中[HCOOH]保持不变，这时n-d[Br2]/dt=k/[Br2]（2）m/=式中，kk[HCOOH]。因此，只要实验测得[Br2]随时间t变化的函数关系，即可确定反应级数n和速率系数k/如果在同一温度下，用两种不同浓度的HCOOH分别进行测定，则可得两个k/值。mk/1=k[HCOOH]1（3）mk/2=k[HCOOH]2（4）联立求解式（3）和式（4），即可求出反应级数m和速率系数k。本实验采用电动势法跟踪[Br2]随时间的变化，以饱和甘汞电极（或银|氯化银电极）和放在含Br2和Br-反应溶液中的铂电极组成如下电池（-）Hg，Hg2Cl2（）|KCl-||Br-，Br2|Pt（+）该电池的电动势是（RT/2F）(ln[Br2]/[Br-]2)–E甘汞（5）当[Br-]很大时，在反应过程中[Br-]可认为保持不变，式（5）可写成E=常数+（RT/2F）（ln[Br2]）（6）若甲酸氧化反应对Br2为一级，则-d[Br2]/dt=k/[Br2]（7）积分，得ln[Br2]=常数-k/t（8）将式（8）代入式（6），得E=EBr2/Br-nE=常数（-RT/2F）k/t（9）因此，以E对t作图，如果得到的是直线，则证实上述反应对Br2为一级，并可以从直线的斜率求得k/=-（2F/RT）（dE/dt）上述电池的电动势约为0.8V，而反应过程电动势的变化只有30mV左右。当用自动记录仪测量电势变化时，为了提高测量精度而采用图1的接线法。为了提高测量精度，用一恒定的电势对消掉一部分电动势，甲酸氧化反应装置示于图2。图1测电池电动势变化的接线图图2甲酸氧化反应装置示意图1．甘汞电极；2、铂电极；3、橡皮塞；4、恒温杯；5、电磁搅拌棒三、实验仪器与试剂仪器：某WT-264型台式自动记录仪；超级恒温槽；分压接线匣；饱和甘汞电极（或Ag|AgCl电极）；铂电极；电磁搅拌器；有恒温夹套的反应池（图2）；移液管5mL4支、10mL1支、25mL1支、50mL1支；洗瓶；洗耳球；倾倒废液的搪瓷量杯。试剂：0.0075mol．L-1溴试剂储备液；4.00mol．L-1、2.00mol．L-1HCOOH；2mol.L-1HCl；1mol.L-1KBr；铬酸洗液；去离子水。四、实验步骤（1）调节超级恒温槽至所需温度（25℃），开动循环泵，使循环水在反应池夹套中循环，并将甲酸试剂瓶放在恒温槽内恒温。（2）认真处理铂电极表面。（实验室完成）（3）用移液管向反应池中分别加入75mL水，10mLKBr，5mL溴试剂，再加入5mL盐酸。（4）装好电极和搅拌棒，按图1接好电路，开动搅拌器，使溶液在反应器内恒温，打开记录仪，当测得的电动势不随时间改变时，加入5mL2mol．L-1甲酸溶液，开始记录。(5)使甲酸浓度增大1倍，保持温度及其余组分浓度不变，重复上述步骤。（6）将反应温度调至30℃，所加甲酸浓度仍为2mol．L-1，其它组分不变，重复实验。（7）实验结束后，关闭分压器线路及其他电源。用去离子水冲洗反应池、铂电极，然后放回原处。五、实验数据记录和处理数据文件：由图知，斜率为0.043；由图知，斜率为0.1002；由图知，斜率为0.0718。将三个斜率记录到表1中。表1甲酸氧化反应动力学实验数据记录k=-（2F/RT）（dE/dt），计算出k填入表1因为E对t作图得到的是直线，证明反应对Br2为一级。mm通过式k/1=k[HCOOH]1，k/2=k[HCOOH]2，计算出K1=1.437，m=1.22。同时计算出K2=2.356。根据阿伦尼乌斯方程，由两个不同温度下的速率系数计算出该反应...