如何求过二硫酸铵与碘化钾的反应级数 过硫酸铵与碘化钾的反应级数是多少？v=k*[S2O8]^m*...
作者&投稿：叔范 （若有异议请与网页底部的电邮联系）
敏写算 2010年第2期 科学教育研究过二硫酸铵与碘化钾反应速率实验探讨李美政(云阳县江口中学重庆 云阳404506)【摘要】化学反应速率首先决定于反应物的内部因素，对于某一指定的化学反应，其反应速率还与浓度、温度、催化剂等因素有关、本实验以过二硫酸铵与碘化钾的反应来研究浓度和温度对化学反应速率的影响，并测求该反应的反应级数和速率常数。、【关键词】浓度温度反应速率反应级数速率常数本文以《无机化学实验教学指导书》t】的实验方法：讨论研究在不同温度( 20。C、28℃、380c) T浓度对化学反应速率的影响。由于过二硫酸铵中含有Fe“ 、cuh等离子，对反应速率也有影响，加入EDTA掩蔽。本文以不加EDTA和加EDTA两种情况对比，找出比较理想的温度和浓度，寻求出较好的实验方案。1、反应原理在水溶液中，$20。扣与I’ 反应可表示为：s2082-431一=2S042。+13一( 1)此反应的速率与反应物浓度的关系为：△ (S：082-】．(At y=KCS：Os2-】“ [I-】n为了测出在一定时间( A t) 内$208w浓度的改变量，在混合S：oJ 一与I-溶液同时，加入定量的Na2S：0，溶液和淀粉指示剂，这样在反应( 1) 进行同时，也进行如下反应：2S2032一+13‘ =S4062-+3I一( 2)反应( 2) 进行得极快，几乎瞬问完成，而反应( 1) 却慢得多，由反应( 1) 生成的碘立刻与$20，2-反应，生成元色的s4062一和I一。因此在开始一段时问内，看不到碘与淀粉反应而显示的特有快与淀粉作用，使溶液显蓝色。从反应( 1) 和( 2) 式可看出，$2082浓度减少量总是等于S2032-减少量的一半。A[S2082-】实际上就是反应开始时Na2s：O，耗尽，由反应( 1) 继续反应生成的微量碘很快与淀粉作用，使溶液显蓝色。从反应( 1) 和( 2) 式可看出，$20。2浓度减少量总是等于s2082’ 减少量的一半。△ 【s2082-】实际上就是反应开始时Na：S：O，的浓度的一半。由于每份混合液@Na：S：O，的起始浓度都相同，因此△ 【s：Os2-】也是不变的。这只要记下从反应开始到溶液刚显蓝色的时间( △ t) ，就可求算平均反应速率V：V=A【S2082-】。(△ t)-1=A[S20s2-】．(2 A t)“从v即能算出反应速率常数K和反应级数m、n。2、溶液的配制2．1过二硫酸铵溶液用分析天平称取( NH4) 2S20。晶体45．6004克，将其配制成1000ml 溶液定容，其浓度为0．20t001．1一，并测定其PH值为4．2。2．2碘化钾溶液用分析天平称取KI晶体33．2003克，将其配制成1000ml溶液，其浓度为0．20reel ．1～。2．3硫代硫酸钠溶液用分析天平称Na：S20，· 5H20晶体1．2402克，将其配制成500ral 溶液，其浓度为0．010m01．1～。2．4 0．2篇淀粉溶液称取0．4克淀粉，用蒸馏水调成糊状，再加入200ml 蒸馏水，加热煮沸，而后冷却，得O．2％的淀粉溶液。2．5硝酸钾溶液用分析天平称取KNO，晶体4．0402克
过硫酸根离子虽然具有极强的氧化性，但在低温和不加催化剂的情况下，几乎是惰性的，因为过硫酸根离子比较稳定，也就是说，过硫酸根离子作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应，从热力学上看是很容易进行的，但在动力学上，如果不升温或者加入合适的催化剂，反应速率往往是非常慢的。
将过硫酸钠（Na2S2O8）配制成1mol/L左右的水溶液（过硫酸钠溶于水明显吸热，因此水溶液往往温度较低），直接向冷溶液中通入SO2气体，除了发生SO2溶于水的反应之外，SO2被氧化的速率极慢，溶液几乎不见明显升温。说明在低温和不加催化剂的情况下，下列反应速率极慢，SO2这样的较强还原剂都不容易被过硫酸根离子氧化：
Na2S2O8 + SO2 + 2H2O = 2NaHSO4 + H2SO4
因此，过硫酸盐作为氧化剂时，通常需要进行“活化”，活化的方式有很多种，最简单的活化方式是升温，过硫酸盐水溶液升温到50℃—60℃左右，甚至更高温度时，过硫酸根离子发生热裂解，生成氧化性和活性更强的硫酸根负离子自由基（SO4·-）：
S2O8 2- → 2SO4·-
此时过硫酸根离子作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应，反应速率会大大加快，过硫酸盐水溶液温度接近100℃时，硫酸根负离子自由基有可能氧化水生成O2甚至少量的O3，因此过硫酸盐水溶液（最好用过硫酸钠或者过硫酸钾）加热到沸腾时经常可以闻到轻微的O3气味。
另一种活化方式是加入合适的催化剂，最为常见的是Ag+，除此之外Cu2+、Fe2+、Fe3+等离子也可以作为催化剂，这些催化剂是反应的参与者，例如Ag+在催化过硫酸盐氧化时，Ag+先被过硫酸根离子氧化为氧化性和活性都很强的Ag2+，Ag2+再作为中间氧化剂对还原剂进行氧化，在Ag+催化下，水溶液中的过硫酸根离子甚至能将Mn2+氧化为MnO4-，使得溶液变成紫红色，这是检验Mn2+的一种方法。如果改用Cu2+催化，过硫酸根离子虽然还能氧化Mn2+，但氧化产物难于得到MnO4-，一般只能得到MnO(OH)2，即MnO2·H2O的棕褐色沉淀。
Fe3+在某些过硫酸根离子作为氧化剂参与的氧化—还原反应中，也有良好的催化效果，Fe3+先作为中等强度氧化剂被还原为Fe2+后，Fe2+能使得过硫酸根离子裂解，重新生成Fe3+，同时生成硫酸根负离子自由基：
Fe2+ + S2O8 2- → Fe3+ + SO4 2- + SO4·-
因此过硫酸盐作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应中，加入Ag+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等离子都能起到明显的催化作用，使得反应速率明显加快。在使用过硫酸盐作为氧化剂进行测定化学反应速率的实验中，要防止某些金属离子杂质带来干扰，造成实验结果误差。
m=1，n=1
过二硫酸铵和碘化钾反应的反应级数~
过硫酸根离子虽然具有极强的氧化性，但在低温和不加催化剂的情况下，几乎是惰性的，因为过硫酸根离子比较稳定，也就是说，过硫酸根离子作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应，从热力学上看是很容易进行的，但在动力学上，如果不升温或者加入合适的催化剂，反应速率往往是非常慢的。
将过硫酸钠（Na2S2O8）配制成1mol/L左右的水溶液（过硫酸钠溶于水明显吸热，因此水溶液往往温度较低），直接向冷溶液中通入SO2气体，除了发生SO2溶于水的反应之外，SO2被氧化的速率极慢，溶液几乎不见明显升温。说明在低温和不加催化剂的情况下，下列反应速率极慢，SO2这样的较强还原剂都不容易被过硫酸根离子氧化：
Na2S2O8 + SO2 + 2H2O = 2NaHSO4 + H2SO4
因此，过硫酸盐作为氧化剂时，通常需要进行“活化”，活化的方式有很多种，最简单的活化方式是升温，过硫酸盐水溶液升温到50℃—60℃左右，甚至更高温度时，过硫酸根离子发生热裂解，生成氧化性和活性更强的硫酸根负离子自由基（SO4·-）：
S2O8 2- → 2SO4·-
此时过硫酸根离子作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应，反应速率会大大加快，过硫酸盐水溶液温度接近100℃时，硫酸根负离子自由基有可能氧化水生成O2甚至少量的O3，因此过硫酸盐水溶液（最好用过硫酸钠或者过硫酸钾）加热到沸腾时经常可以闻到轻微的O3气味。
另一种活化方式是加入合适的催化剂，最为常见的是Ag+，除此之外Cu2+、Fe2+、Fe3+等离子也可以作为催化剂，这些催化剂是反应的参与者，例如Ag+在催化过硫酸盐氧化时，Ag+先被过硫酸根离子氧化为氧化性和活性都很强的Ag2+，Ag2+再作为中间氧化剂对还原剂进行氧化，在Ag+催化下，水溶液中的过硫酸根离子甚至能将Mn2+氧化为MnO4-，使得溶液变成紫红色，这是检验Mn2+的一种方法。如果改用Cu2+催化，过硫酸根离子虽然还能氧化Mn2+，但氧化产物难于得到MnO4-，一般只能得到MnO(OH)2，即MnO2·H2O的棕褐色沉淀。
Fe3+在某些过硫酸根离子作为氧化剂参与的氧化—还原反应中，也有良好的催化效果，Fe3+先作为中等强度氧化剂被还原为Fe2+后，Fe2+能使得过硫酸根离子裂解，重新生成Fe3+，同时生成硫酸根负离子自由基：
Fe2+ + S2O8 2- → Fe3+ + SO4 2- + SO4·-
因此过硫酸盐作为氧化剂参与的很多氧化—还原反应中，加入Ag+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等离子都能起到明显的催化作用，使得反应速率明显加快。在使用过硫酸盐作为氧化剂进行测定化学反应速率的实验中，要防止某些金属离子杂质带来干扰，造成实验结果误差。
m=1，n=1
过二硫酸铵和碘化钾反应的反应级数~
过二硫酸铵是一，碘化钾是一
(NH4)2S2O8 + 3KI = (NH4)2SO4 + K2SO4 + KI3
S2O8 2- + 3I - = 2SO42- + I3 - (1)
v = k cm S2O8 2- cn I –
反应级数 = m + n
