化学反应速率是反应物转化为产物的速度。反应速率决定着化学反应的完成度和反应时间。因此,测定化学反应速率十分重要。本文将介绍两种简单而常用的实验测定化学反应速率的方法。
实验一:酸催化分解过氧化氢
过氧化氢与二氧化锰在酸催化下发生反应,产生氧气。这个反应是零级反应,即反应速率只取决于过氧化氢的浓度。
实验流程:
1. 将10毫升浓稀硫酸倒入玻璃烧杯中;
3. 用滴管加入一定量的二氧化锰(可以分别加入1、2、3……10毫克的二氧化锰,依次进行实验,记录每次的结果); 4. 记录溶液的体积;
5. 在实验过程中观察气泡数量,同时定时记录一定时间内气泡的数量;
6. 重复实验三次,记录实验数据。
实验结果:
利用记录的数据,绘制出气泡数量与时间的曲线。可以看到气泡数量随时间呈现下降趋势。从曲线的斜率即可算出反应速率。
实验二:亚硝酸与碘化钾
亚硝酸与碘化钾在酸催化下反应,产生氮氧化物和碘化氢。这个反应是一级反应,即反应速率与亚硝酸的浓度成正比。
实验流程:
1. 取定量的亚硝酸溶液和酸溶液混合在一起;
2. 用滴管加入适量的浓碘化钾溶液;
3. 观察反应中碘化钾的消失,同时在反应开始时记录溶液的颜;
4. 定时记录一定时间后溶液的颜,并用比法测定反应物剩余的浓度。
实验结果:
将记录的实验数据代入一级反应的速率方程式,即反应速率=v=k[A],其中v为反应速率,[A]为反应物亚硝酸的浓度,k为反应速率常数。从曲线的斜率即可算出速率常数k。
以上两种实验均采用了酸催化剂,采用不同的反应得到的速率常数计算方法不同。两种实验因结果不同而有不同的应用。例如,第一种实验可以用于比较不同浓度下过氧化氢分解的速度常数,而第二种实验则可以用于比较不同温度下亚硝酸分解的速度常数。
总之,化学反应速率的实验测定对于科学研究和实际生产都有重要的意义。通过上述实验,我们可以轻松地了解反应速率的估值方法。