實驗八碘鐘實驗 反應級數之測定 初期反應速率法 - 實驗計算討論 此講義僅供校內修課學生參考
藥盆清點 - 四組一盆 實驗操作分兩週, 桌長請確認 W1 藥盆 注意藥品名稱與濃度 化學網站版 N.T..U
實驗八基本概念 實驗目的原理 利用定量的硫代硫酸根 ( ) 與碘分子 ( ) 的氧化 還原反應當測量工具, 測定過硫酸根離子 ( ) 與 碘離子 ( - ) 反應之速率 key1 實驗欲測其反應速率式 4......(1) 4 6.....() key 限量之計時劑, 一用完, 即與澱粉指示劑作用 key 反應速率極快, 前式生成的 立刻被用掉, 產生 - - + - 澱粉指示劑 化學網站版 N.T..U
實驗八基本概念 d A d B d C rae ad bd cd 定義 : 單位時間內反應物或產物之濃度變化 反應速率 速率定律式 : - 以數學式表示反應速率與反應物濃度之間的關係 - rae = ka B - 速率常數 k 定溫下為定值 - 反應級數 可為整數 分數 負數, 由實驗測得 - 決定反應級數的方法 (1) 初期反應速率法 W1 學習 () 積分作圖法 W 學習 化學網站版 N.T..U 4
化學網站版 N.T..U 5 實驗八基本概念初期反應速率法定義 : 改變某一種反應物的初濃度, 而其他反應條件維持固定不變, 進行一系列的試驗, 以求取此濃度變化對反應初速率的影響...()...(1) 6 4 4 rae 4 ) ( 1 rae rae 6 4..()......(1)... 6 4 4 rae= k -
實驗八步驟及計算 ( 一 ) 初期反應速率法 1. 反應時間測定編號 0.0M Na 0.0M NaCl 0.0050M Na rae % 澱粉 0.10M K 4 0.10M K 反應時間 ( 平均 ) (sec) 1.0.0 1.0 1.0.0.0 64.0.0 1.0 1.0 0.0 4.0 6.5 4.0 0.0 1.0 1.0.0.0 6.5. 計算各反應物的起始濃度及試驗 1 的初速率編號混合液中反應物起始濃度平均時間 (sec) - ( 反應速率 (M/sec) 1 510-4 10 - (1)? 64 ()? ()? (4)? 0.Mxx10(5)? 6.5 x5x10 (6)? 0.005Mx1x10 0.1Mxx10 10 (7)? 10 ()? 10 (9)? 6.5 64 (10)? 化學網站版 N.T..U 6 1 1 4 )
實驗八步驟及計算 ( 一 ) 初期反應速率法 1. 反應時間測定編號 0.0M Na 0.0M NaCl 0.0050M Na rae % 澱粉 0.10M K 4 0.10M K 反應時間 ( 平均 ) (sec) 1.0.0 1.0 1.0.0.0 64.0.0 1.0 1.0 0.0 4.0 6.5 4.0 0.0 1.0 1.0.0.0 6.5. 計算各反應物的起始濃度及試驗 1 的初速率編號混合液中反應物起始濃度平均時間 (sec) - ( 反應速率 (M/sec) 1 510-4 10-410 - 64 -.9110-6 510-4 410-410 - 6.5-6.510-6 510-4 10-10 - 6.5-6.510-6 化學網站版 N.T..U 7 1 )
化學網站版 N.T..U 實驗八步驟及計算, ) ( 1, ) ( ) ( 1 k k rae rae k k rae rae k r k rae k k rae rae k r ) (, ) ( ) ( 1 x x 10.91 10 6.5 6 6 x x 10.91 10 6.5 6 6 編號混合液中反應物起始濃度平均時間 (sec) 反應速率 (M/sec) - 1 510-4 0.0 0.04 64 -.9110-6 510-4 0.04 0.04 6.5-6.510-6 510-4 0.0 0.0 6.5-6.510-6. 計算相對於 和 - 的反應級數 與 1.75= log 1.75 = x log = = 0.1 log log1.75
實驗八步驟及計算 4. 計算本實驗之速率常數 先求出反應級數, 再帶回公式求出速率常數 k 編號 1 反應速率 rae 1 = -.91 x 10-6 5. 寫出正確之速率定律式 rae= k - =0.1, =0.1, k= -1.6x10 - = k - = k 0.0M 0.1 0.04M 0.1 k= -1.6x10 - 所以速率定律式 rae= -1.6x10-0.1-0.1 化學網站版 N.T..U 9
實驗八步驟及計算 6. 自行設計實驗之取量 法一 : 先設 Δ ( 參考實驗編號 1- 之秒數 ) 法二 : 先設 x ( 條件 0<x<4, x ) 預定變色時間 :_ ; 實測變色時間 : * 實驗誤差 ±5 秒以內 試劑預定取量 試劑預定取量 % sarch 1.0 0.005 M Na 1.0 0. M Na.0 0.1 M K x 0. M NaCl.0 0.1 M K 4 4.0-x 1 1 4 5.0 10 0.10 x rae k 0. 040 10.0 化學網站版 N.T..U 10
實驗八注意事項 1. 正確使用微量分注器 - 慢吸慢放 - ips 務必洗淨三次無殘留液體, 再重複使用 - 實驗結束請調回最大值 // 將 ips 補滿. 正確使用烘箱 - 請 TA 協助調整溫度 //100 放玻璃 - 請戴布手套拿取 // 確認使用器皿已烘乾. 正確使用加熱攪拌器 - 僅使用攪拌功能 - 實驗結束請擦拭乾淨 電源線纏繞整齊 4. 每組 個 100 L 燒杯洗淨, 放講桌藥盆 5. 藥品標籤撕下 藥瓶洗淨 送至 60 烘箱 化學網站版 N.T..U 11
想想看 你學會了嗎? 學會反應速率法計算的過程 - 求得 k 完成自行設計的實驗 - 實驗誤差 ±5 秒以內 - 驗證 k 為正確值 請培養團隊合作 溝通協調的能力 請學習運用知識 判斷實踐的能力 開始動手做實驗吧 ~~ 化學網站版 N.T..U 1
實驗八碘鐘實驗 反應級數之測定 積分作圖法 此講義僅供校內修課學生參考
藥盆清點 - 四組一盆 實驗分兩週, 桌長請確認 W 藥盆 注意藥品名稱與濃度 化學網站版 N.T..U 14
實驗八基本概念 普化課本 AP 持續測定反應物濃度 A 隨時間 之變化 014 Pearso 化學網站版 N.T..U 15
實驗八基本概念 積分作圖法 對一個單反應物之反應 : AP 持續測定反應物濃度 A 隨時間 之變化 化學網站版 N.T..U 16
實驗八基本概念 積分作圖法 y = ax + b A k= -lope 0h order reacio d A R K d 1s order reacio A k A y = ax + b 0 la k= -lope R d A d k A d order reacio R d A d k A l A k l A y = ax + b 1 1 k A A y = ax + b 0 化學網站版 N.T..U 17 0 1/A k= lope 由讀圖可知反應級數
實驗八基本概念 方法比較 初期反應速率法 積分作圖法 1 反應時間極短反應時間較長 要知道反應物起始濃度 級數可以是整數 分數 負數 4 確認方式 - 自行設計實驗印證 要知道反應物濃度隨時間的變化 級數一定是整數 4. 確認方式 - 作圖 化學網站版 N.T..U 1
實驗八步驟及計算 ( 二 ) 積分作圖法 1. 反應時間測定 編號 % 澱粉 1.0M Na 0.0M Na 蒸餾水 0.15M K 反應時間 (sec) 1 1.0 5.0 5.5 1.5 5.0 660 1.0 5.0 4.5.5 5.0 45 1.0 5.0.5.5 5.0 5 4 1.0 5.0.5 4.5 5.0 0 5 1.0 5.0 1.5 5.5 5.0 1 6 1.0 5.0 0.5 6.5 5.0 總溶液體積均相同,1 L Na K 取量均相同 限量計時劑 Na 取量不同 Na 濃度高, 假設過程中濃度不變 僅探討 K 反應物之反應級數 化學網站版 N.T..U 19
實驗八步驟及計算. 計算結果列表 編號 最初 (ole) 最初 (ole) 剩下 (ole) (M) l 1/ 1 1.110-7.510-4.010-4 0.0111-4.50 90.1 9.010-4 7.510-4.010-4 0.0167-4.09 59.9 4.0x10 7.010 0.15Mx5x10-4 7.510-4 4.010-4 0.0 1x10 -.1 45.0 0.Mx5.5x10-4 5.010-4 7.510-4 5.010-4 0.07 -.5 6.0 7.5x10-4 0.Mx5.5x10-5.010-4 7.510-4 6.010-4 0.0 -.40 0.0 6 1.010-4 4 7.510... -4...(1) 7.010-4 0.09 -.5 5.7 4 6.....() 化學網站版 N.T..U 0
實驗八步驟及計算. 用 Excel 作 l 1/ 對時間的關係圖 表格內輸入反應時間 l 1/ 選取 XY 數值 插入 XY 散布圖 含有資料標記的折線圖 填入圖表標題 XY 軸意義 完成圖形 點選曲線, 加上趨勢線 顯示公式及 R 值 比較三張圖形之迴歸直線的相關係數 R 值 何者對時間的線性關係最明顯 (R 越接近 1)? 若迴歸方程式如下 : l =(-.1 x10 - ) x -.177 故可判斷此反應對 K 而言 : 反應級數 :1 級 速率常數 :.1 x10 - k= -lope 化學網站版 N.T..U 1
實驗八注意事項 1. 正確使用微量分注器 - 慢吸慢放 - ips 務必洗淨三次無殘留液體, 再重複使用 - 實驗結束請調回最大值 // 將 ips 補滿. 正確使用烘箱 - 請 TA 協助調整溫度 //100 放玻璃 - 請戴布手套拿取 // 確認使用器皿已烘乾. 正確使用加熱攪拌器 - 僅使用攪拌功能 - 實驗結束請擦拭乾淨 電源線纏繞整齊 4. 每組 個 100 L 燒杯洗淨, 放講桌藥盆 5. 藥品標籤撕下 藥瓶洗淨 送至 60 烘箱 化學網站版 N.T..U
想想看 你學會了嗎? 學會積分作圖法計算的過程 - 莫耳數 濃度計算 學會電腦 Excel 作圖 - 判斷反應級數 反應常數 請培養團隊合作 溝通協調的能力 請學習運用知識 判斷實踐的能力 開始動手做實驗吧 ~~ 化學網站版 N.T..U