北京化工大学：《基础化学》课程教学资源（实验指导）反应活化能的测定

反应活化能的测定 一、实验目的 1.了解反应活化能的意义及其测定方法的一般原理，理解计时法原理和条件， 2,用计时法测定一级反应的活化能 二、实验原理 温度对化学反应的快慢有明显影响，一般说来，反应速率常数随温度升高而迅速增大，许 多反应符合阿尼乌斯(Arrhenius)公式 hAexp-I (7-99) 式中，E,和A都是反应的特性常数，E,为活化能，A为指前因子，活化能的物理意义是：能 够发生反应的反应物活化分子（通常形成活化复合物）的平均能量与全部反应物分子的平均 能量之差，这个意义仅对基元反应是明确的，对于非基元反应(7-99)式仍然符合，但式中E 是组成它的各基元反应活化能的组合，称为表观活化能，实验测得的活化能大多是表观活 化 测定活化能的一般方法是测定不同温度下的反应速率常数，通过阿氏公式(7-99)或(7 100)算得，公式(7-99)两边取对数整理成 Ink-InA-Ri (7-100) nk对作图,图象为直线,斜率为一,从而算得E 对于比较简单的反应，速率常数与反应物一寿期之乘积对不同温度是一个常数，于是 可以测定不同温度下的，通过计算求出活化能，称为计时法，是测定活化能最简便的方法， 寿期是指反应中某反应物反应掉一物质的量所需的时间，例如n一2，则,称为该反应物的半寿 期或称半表期 所谓比较简单的反应是指只有一种反应物，或是仅一种反应物的量有变化；对于有两种 成两种以上反应物的反应，只要各反应物起始量的比例与它们在反应式中的计量数比例相等， 那么它们的一寿期都是相同的，这些反应我们称之为简单反应，某反应物的一寿期就是反应的一 寿期 现以本实验为例讨论计时法的原理和条件： K2S2O4+2KI→2K2SO.+I2 (7-101) 或写作 SO+212S0+1 (7-102) 为了用计时法测定反应活化能，设计实验如下。预先在反应体系中加入一定量的NaSO,和几 滴淀粉溶液，反应开始后所生成的1立即被NaSO,还原成1”： 1+2S02I+S.0 (7-103) 待NaS:O耗尽后，游离的I:与旋粉生成蓝黑色物质从而指示KSO已反应掉一，此处n= KS2O的量 NaS2O1 ×2,因子2是反应(7-103)中S0的计量系数，从反应(7-102)和(7- 103)可知SO的消耗量恒为SO,的两倍当KSO,与NSO,的量确定时，n是确定值 当然本实验要求n>1. 再看反应(7-101)或(7-102)在时间内，由于有NaSO1的还原作用，1的量一直 保持不变，清耗的仅是KSO,,实验证明这期间的反应为一级反应，速率方程的积分式为： =ln (7-104)

。为K50,的初始浓度。4一：是任塞时刻：的装度，-时z一号，代人(-104)得： -105 对于不同的墨度。是与都不同，但其聚积不变。 《-105)式的写边取对数，然后与(-100)式装立解得： 一导十常数 (7-1061 对宁作图，从制率可常得活化能名。 三，攸量和试新 因、实酸步潭 1。节恒度至比室精离的米一整数建（如21C 22) 夜餐一5纪来分冷，装相地，在根公的多开的计时，至复有黄高中南网 外的水 时停止计时。 】。将置度及黄型度下列表，作w宁图，从直线务率算得搭化箱E,: 么反应桥化能文献值立，一50.2/ml,计算相对误能. 六2造-大美装展含社 件下进行，使：在不同福度下为常数，同时要找出指示的方法。例习 率方程可不 方 对于二度成三能反成，原用上是安排各反应葡起始浓度的比钢与反空式的计量数相胃，使速 率方器r一以或，从而特合为常数的条件