B-Z振荡反应
姓名:何一白 学号:2012011908 班级:化22
实验日期:2014年11月6日 提交报告日期:2014年11月22日
带实验的老师姓名:王振华
1 引言(简明的实验目的/原理)
1.1 实验目的
了解Belousov-Zhabotinski反应的机理
通过测定电位-时间曲线球的振荡反应的表观活化能 1.2实验原理
化学震荡:反映系统中某些物理量(如组分浓度)随时间做周期性变化
B-Z反应机理:在硫酸介质中以金属铈离子做催化剂的条件下,丙二酸被溴酸氧化——FKN机理(共十步)系统中[Br-]、[HBrO2],[Ce4+]/[Ce3+]都随时间做周期性的变化。
测量及数据:我们用溴离子选择电极和铂丝电极分别测定[Br-]和[Ce4+]/[Ce3+]随时间变化的曲线,处理数据得到诱导期时间及震荡周期。由1/t诱,1/t振分别衡量诱导期和振荡周期反应速率的快慢,综合不同温度下的t诱和t振,估算表观活化能E诱,E振。
2 实验操作
2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图
2.1.1 实验仪器
计算机及接口一套;HS-4 型精密恒温浴槽;电磁搅拌器;反应器1 个;铂电极1 个; 饱和甘汞电极1 个;滴瓶3 个;量筒3 个;2ml 移液管1 支;洗瓶1 个;镊子1 把; 2.1.2 实验药品
0.02 mol/L 硝酸铈铵;0.5 mol/L 丙二酸;0.2 mol/L 溴酸钾; 0.8 mol/L 硫酸。
2.2 实验条件(实验温度、湿度、压力等)
实验室温度16.3℃,大气压102.19kPa
2.3 实验操作步骤及方法要点
1.检查仪器药品。
2.按装置图(如图1 所示)接好线路。
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图1 . B-Z振荡反应实验装置图
3.接通相应设备电源,准备数据采集。
4.调节恒温槽温度为20℃。分别取7ml丙二酸、15ml溴酸钾、18ml硫酸溶液于干净的反应器中,开动搅拌。打开数据记录设备,开始数据采集,待基线走稳后,用移液管加入2ml硝酸铈铵溶液。 5.观察溶液的颜色变化,观察反应曲线,出现振荡后,待振荡周期完整重复8~10次后,停止数据记录,保存数据文件后记录恒温槽温度,从数据文件中读出相应的诱导期t诱和振荡周期t振。 6.升高温度4℃,重复步骤4和5,重复次数5次。
2.4 注意事项:
1. 各个组分的混合顺序对体系的振荡行为有影响。应在丙二酸、溴酸钾、硫酸混合均匀后,且当记录仪的基线走稳后,再加入硝酸铈铵溶液。
2. 反应温度可明显地改变诱导期和振荡周期,故应严格控制温度恒定。 3. 实验中溴酸钾试剂纯度要求高。
4. 配制硝酸铈铵溶液时候,一定要在硫酸介质中配制,防止发生水解呈浑浊。 5. 所使用的反应容器一定要冲洗干净,转子位置及速度都必须加以控制。
3 结果与讨论
3.1 原始实验数据
3.1.1 第一组:T=20℃
根据实验测得的数据在Origin中作图结果如下:
Group I110010501000U (mV)950900850020040060080010001200140016001800t (s)
图2 20摄氏度时电位-时间曲线
3.1.2 第二组:T=25℃
根据实验测得的数据在Origin中拟合作图得到结果如下:
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Group II115011001050U (mV)10009509008500200400600800100012001400t (s)
图3 25摄氏度时电位-时间曲线
3.1.3 第三组:T=30℃
根据实验测得的数据在Origin中拟合作图得到结果如下:
Group III115011001050U (mV)100095090085001002003004005006007008009001000t (s)
图4 30摄氏度时电位-时间曲线
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