實驗八 過氧化氫的分解速率

組員 : 49912035 郭浩峻 儀器、步驟 49912037 曾壬錡 原理、公式 49912049 黃裕盛 數據、作圖

目的：利用不同濃度的催化劑來觀察反 應速率常數的改變。

原理：

反應速率

催化劑

過氧化氫的反應

反應速率定義：單位時間內反應物 ( 生成物 ) 濃度減少 ( 增加 ) 的

量。表示法：

1 [ ] 1 [ ] 1 [ ]d A d B d CV

a dt b dt c dt

Rate laws and rate constant ：

k 與溫度與活化能有關與濃度無關 x y z

V k B A C

reaction order ： x+y+z

影響反應速率的因素：• 反應物濃度• 反應速率常數 k( 受溫度及活化能影響 )

• 反應物本性• 溶劑種類• 催化劑

aE

RTk Ae

催化劑

定義：參與化學反應反應前後其性質、質量不變具專一性

分類：

• 均相、非均相

• 正催化劑：降低正、逆反應的活化能，使正、逆反應的速率同時加快。

• 負催化劑：提高正、逆反應的活化能，使正、逆反應的速率同時減慢。

作用 ：

• 改變反應路徑• 生成不同的活性錯合物• 降低或提高活化能

過氧化氫的反應

2 2 '2 2

H Ok H O KI

t

d

d

2 2 2

2

( )(I)

1KIO KI O ( )(II)

2

H O KI KIO H O

慢

快

由於第二步很快，故決定反應速率的為第一步

而 KI 的濃度不變，可簡化為：

( k k ' KI )其中 2 22 2

H Ok H O

t

d

d

加催化劑：

未加催化劑： 2 2 2 2

1

2H O H O O

2 2 2

2 2 10

H O t

2 2H O t2 2

1H O k t

H Od d

2 22 1

2 2 0

H Oln k(t -t )

H O

2 2

2 2 0

2 2 0

2 2

H Oln kt

H O

H O= ln kt

H O

If t1= 0 and t2= t

為一級反應

配置藥品0.1 & 0.05N KI ( 催化劑 )• 0.1N KI : 將 0.332g KI 溶於

20mL 水中• 0.05N KI : 將 0.166g KI 溶於

20mL 水中3% H2O2 solution

• 將 0.85mL 35% H2O2 solution 加水稀釋至 10mL

儀器1. 100mL 燒杯＊ 1

2. 5 、 10mL 移液管＊ 13. 水準瓶＊ 14. 安全吸球＊ 15. 100mL 量氣管＊ 16. 250mL 錐形瓶＊ 17. 100mL 量筒＊ 18. 溫度計＊ 19. 恆溫槽＊ 110.銅鍋＊ 1

儀器裝置圖

恆溫槽

實驗步驟1. 將恆溫槽設定在 35℃

2. 分別配置 ‧ 0.05 、 0.1N KI solution

‧3% H2O2 solution3. 依照儀器裝置圖設置各個裝置

4. 在水準瓶中加入適量水，使水準瓶內水面和量氣管最頂端刻度位置等高

5. 用吸量管吸取 3% H2O2 solution 5mL 注入錐形瓶內，並將錐形瓶置於恆溫槽內

6. 將錐形瓶移出恆溫槽，並用吸量管吸取0.05N KI 10mL ，迅速注入錐形瓶 ( 於此時開始計時 ) ，立即將橡皮塞塞回 ( 此時已開始生成 O2)

7. 將錐形瓶放回恆溫槽中，並激烈震盪，使之均勻反應。

8. 每 30 秒紀錄一次 O2 產生體積 Vt ( 水準瓶液面要與量氣管液面保持等高 ) ，直到 O2 體積不再增加，約需 15 ～ 30 分鐘

9. 將恆溫槽溫度改設定成 45 ，並加溫數分鐘，待穩定後調整水準瓶與量氣管水面等高，紀錄此時 O2 體積 V

10.將上述步驟以 0.1N KI 重複一遍

11. O2 體積與 H2O2 濃度有下列關係式 :

 

⇒⇒ ([H2O2] 和 VO2 之關係式 )

 

斜率即為 k 值

資料來源• http://www.docin.com/p-49442699.html• http://blog.yam.com/selena5423/article/13172759

• http://xuelele.com.tw/past_items/54004?channel=versions_list#.UTrf3NYyToI