b-z振荡反应实验报告

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1、B-Z振荡反应实验报告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+]/[C

2、e3+]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0.02mol/L硝

3、酸铈铵；0.5mol/L丙二酸；0.2mol/L溴酸钾；0.8mol/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102.19kPa2.3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。1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

4、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

5、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：110010501000U(mV)950900850t(s)图220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：2115011001050U(mV)1000950900850t(s)图325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：115011001050U(mV)1000950900850010020030

6、04005006007008009001000t(s)图430摄氏度时电位-时间曲线33.1.4第四组：T=35℃根据实验测得的数据在Origin中拟合作图得到结果如下：110010501000U(mV)9509008500100200300400500600t(s)图535摄氏度时电位-时间曲线3.1.5实验现象：刚刚加入硝酸铈铵时，溶液显黄色，随后溶液颜色逐渐变浅，在振荡过程中，当电位在最高点时黄色最深，然后逐渐变浅，在最低点时几乎无色。3.1.6文献值查阅表观活化能文献值得：E诱=35.45kJ/mol，E振=63.79kJ/mol3

7、.1.7其他实验条件实验时实验室温度21.5度。3.2计算的数据、结果3.2.1求t诱和t振根据自己记录的诱导期起点时间，再根据BZ振荡曲线中取得的诱导期终点，计算得出诱导期t诱，，然后将8次振荡周期最高点作为周期点，取平均作为振荡周期t振。得到诱导时间和振荡时间如下：3.2.2计算活化能由：t诱r诱=常数又由：lnk=lnA-4EaRT从而：ln1/t诱=lnA-EaRT分别作ln(1/t诱)-1/T，ln(1/t振)-1/T图，由直线斜率再乘-R即可求出表观活化能。首先计算ln(1/t诱)，ln(1/t振)，1/T数据如下表：-5.4-

8、5.6-5.8ln(1/t)-6.0-6.2-6.4-6.60.003240.003280.003320.00336-10.003401/T(s)图61/T与ln(1/t诱)关系