BZ振荡反应实验报告计划.docx

BZ振荡反响实验报告总结计划 BZ振荡反响实验报告总结计划 PAGE / NUMPAGES BZ振荡反响实验报告总结计划 BZ振荡反响 - 实验报告 B-Z 振荡反响 实验日期： 2016/11/24 达成报告日期： 2016/11/25 前言 实验目的 1. 认识 Belousov-Zhabotinski 反响（简称 B-Z 反响）的机理。 经过测定电位——时间曲线求得振荡反响的表观活化能。 实验原理 关于以 B-Z 反响为代表的化学振荡现象， 当前被广泛认可的是 Field ，kooros 和 Noyes 在 1972 年提出的 FKN 机理，，他们提出了该反响 由萨那个主过程构成： 过 程  A  ① BrO 3  Br  2H  HBrO 2  HOBr ②  HBrO 2  Br  H  2HOBr 式中  HBrO 2  为中间体， 过程特色是大批耗费  Br  。反 应中产生的 HOBr 能进一步反响， 使有机物 MA 如 丙二酸按下式被溴化为 BrMA, (A1) HOBr Br H Br2 H 2 O (A2) Br2 MA BrMA Br H 过程 B ③ BrO 3 HBrO 2 H 僩 2BrO 2 H 2 O ④ 2BrO 2 g 2Ce3 2H2HBrO 2 2Ce4 这是一个自催化过程， 在 Br 耗费到必定程度 后， HBrO 2 才转变到按以上③、④两式进行反响， 并使反响不停加快，与此同时，催化剂 Ce3 氧化 为 Ce4 。在过程 B 的③和④中，③的正反响是速率控制步骤。别的， HBrO 2 的积累还遇到下边歧化反响的限制。 ⑤ 2HBrO 2 BrO 3 HOBr H 过程 C MA 和 BrMA 使 Ce4 离子复原为 Ce3 ，并产生 Br （由 BrMA ）和其余产物。这一过程当前认识得还不够，反响可大概表达为： ⑥2Ce 4 + MA + BrMA f Br +2Ce3 +其余产物 式中 f 为系数，它是每两个 Ce4 离子反响所产 生的 Br 数，跟着 BrMA 与 MA 参加反响的不一样比率而异。过程 C 对化学振荡特别重要。 假如只有 A 和 B，那就是一般的自催化反响或时钟反响， 进 行一次就达成。正是因为过程 C，以有机物 MA 的耗费为代价，从头获得 Br 和 Ce3 ，反响得以重 新启动，形成周期性的振荡。 丙二酸的 B-Z 反响，MA 为 CH 2 (COOH )2 ，BrMA 即 为 BrCH (COOH ) 2 ，总反响为： 3H 3BrO 3 5CH 2 (COOH ) 2 Ce3 3BrCH (COOH ) 2 2HCOOH 4CO2 5H 2O 它是由① + ② +4 ×③ +4 ×④ +2×⑤ +5× （A1）+5×（ A2 ），再加上⑥的特色， 8Ce4 2BrCH (COOH )2 4H 2 O 8Ce3 2Br 2HCOOH 4CO2 10H 组合而成。但这个反响式不过一种计量方程， 并 不反响实质的历程。 按在 FKN 机理的基础上成立的俄勒冈模 型，能够导得，振荡周期 t 振与过程 C 即反响步 骤⑥的速率系数 kc 以及有机物的浓度 cB 呈反比关 系，比率常数还与其余反响步骤的速率系数有 关。当测定不一样温度下的振荡周期 t 振，如近视地 忽视比率常数随温度的变化，能够估量过程 C 即反响步骤⑥的表观活化能。 另一方面，跟着反 应的进行， cB 渐渐减小，振荡周期将渐渐增大。 实验操作 实验用品 计算机及接口一套（或其余电势差数据记录设施）；THGD-0506 高精度低温恒温浴槽； 78-2 型双向磁力加热搅拌器； 反响器 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。 0.02 mol/L 硝酸铈铵； 丙二酸； 0.2 mol/L 溴酸钾； 0.8 mol/L 硫酸。 实验装置图 实验条件 实验室温为 17.5 ℃，气压为 101.29 kPa 。 实验分别在 20℃、 25℃、 30℃、 35℃。 实验操作步骤及方法重点 检查好仪器样品， 依据装置图接好电路。 此中，铂电极接在正极上， 饱和甘汞电极接在负极上，在进行实验以前需检查甘汞电极中的液面能否适合以及能否有气泡等。接通相应设施电源，准备数据收集。 调理恒温槽温度为 20℃。分别取 7ml 丙二酸、 15ml 溴酸钾、 18ml 硫酸溶液于洁净的反响器中，开动搅拌。翻开数据记录设施，开始数据收集，待基线走稳后，用移液管加入 2ml 硝 酸铈铵溶液。 察看溶液的颜色变