BZ振荡反应实验.docx

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BZ振荡反应实验

BZ振荡反应实验

值又反应

（2）、（6）可求得

所以

本实采用离子选择性电极上的电势（U）随时间（t）变化的U—t曲线来观察B—Z反应的振荡现象，同时测定不同温度对振荡反应的影响。

根据U—t曲线，得到诱导期（T诱）。

设反应的速率方程是：

-dc/dt=kcn

在温度T1时速率常数为k1，诱导期为t1，那么

在温度T1时速率常数为k2，诱导期为t2，那么

由于起始浓度相同，反应程度相同，所以两式左边的积分值应相同，则有

k1t1=k2t2

即

根据阿仑尼乌斯公式：

可由诱导期推算表观活化能E诱。

三、仪器试剂

仪器：

NDM－1电压测量仪；SYC－15B超级恒温水浴；磁力搅拌器；反应器100ml；217型甘汞电极；213型铂电极；数据采集接口装置；计算机；

试剂：

溴酸钾（GR）；硝酸铈铵（AR）；丙二酸（AR）；浓硫酸（AR）。

四、实验步骤

1.用1.00

硫酸作217型甘汞电极液接；

2.按图连接好仪器，打开超级恒温水浴，将温度调节至25.0±0.1℃；

3.配制0.45

丙二酸250ml、0.25

溴化钾250ml、3.00

硫酸250ml；在0.20

硫酸介质中配制

的硫酸铈铵250ml。

4.在反应器中加入已配好的丙二酸溶液、溴酸钾溶液、硫酸溶液各15ml；

5.打开磁力搅拌器，调节合适速度；

6.将精密数字电压测量仪置于分辨率为0.1mV档（即电压测量仪的2V档），且为“手动”状态，甘汞电极接负极，铂电极接正极；

7.恒温5min后，加入硫酸铈铵溶液15ml，观察溶液颜色的变化，同时开始计时并记录相应的变化电势；

8.电势变化首次到最低时，记下时间

；

9.用上述方法将温度设置为30℃、35℃、40℃、45℃重复实验，并记下

；

10.根据

与温度数据

作图。

五、数据记录及处理

温度（K）

1/T

（s）

308

0.003247

273.5

-5.611

313

0.003195

214

-5.366

318

0.003145

140.5

-4.945

323

0.003096

118

-4.771

328

0.003049

88

-4.477

根据实验数据作出

图如下：

根据上图可得出直线斜率为k=-5785.64，则表观活化能

E诱=-kR=5785.64*8.314=48850J=48.85kJ

六、注意事项

1.实验中溴酸钾试剂要求纯度高，为GR级；其余为AR级。

2.配制硫酸铈铵溶液时，一定要在0.2

硫酸介质中配制，防止发生水解呈浑浊。

3.反应器应清洁干净，转子位置和速度都必须加以控制。

4.电压测量仪一定要置于0.1mV分辨率的手动状态下。

5.跟电脑连接时，要用专用通讯线将电压测量仪的串行口与电脑串行口相接，在相应软件下工作。

七、思考题

1.试述影响诱导期的主要因素。

答：

中间体的生成速率。

2.初步说明BZ振荡反应的特征及本质。

答：

BZ振荡反应的特征如下：

（1）反应必须是敞开系统，且远离平衡态；

（2）反应历程中应包含自催化的步骤；（3）系统具有双稳定性。

BZ振荡反应的本质是必然是耗散结构，化学振荡的动力学具有非线形的微分速率公式。

3.说明实验中测得的电势的含义。

答：

说明离子的浓度随时间的周期性变化情况从而导致电势周期性的发生变化。