碘时钟反应实验室答案

A部分:确定完成率定律

对碘酸盐离子的反应顺序，米，必须确定以下速率。假设硫酸氢盐的反应级数为零n是零。

对第一个C2值和第一个速率值进行了抽样计算

表1：包含C2值的表

	vklo3（v1）	vtotal（v2）	[IO3] (C2)	时间（s）	速率（m / s）
1	0.0050 (+ / -) 0.0001 l	0.010 (+ / -) 0.001 l	0.010(+ / -) 0.001米	8.85（+/-）0.01	0.0011 (+ / -) 0.0001
2	0.0040（+/-）0.0001L	0.010 (+ / -) 0.001 l	0.008（+/-）0.001m	9.87（+/-）0.01	0.0008 (+ / -) 0.0001
3.	0.0030（+/-）0.0001L	0.010 (+ / -) 0.001 l	0.006（+/-）0.001m	13.05 (+ / -) 0.01	0.0004 (+ / -) 0.0001
4	0.0020 (+ / -) 0.0001 l	0.010 (+ / -) 0.001 l	0.004（+/-）0.001m	19.50（+/-）0.01	0.0002 (+ / -) 0.0001
5	0.0010 (+ / -) 0.0001 l	0.010 (+ / -) 0.001 l	0.002（+/-）0.001m	52.58（+/-）0.01	0.00004 (+ / -) 0.00002

对C2的第一个值和第一个速率值进行了抽样对数计算

表2:包含对数[碘酸盐离子]和对数(速率)

	[IO3] (C2)	日志[IO3]	速率（m / s）	日志(率)
1	0.010(+ / -) 0.001米	-2.0 (+ / -) 0.2	0.0011 (+ / -) 0.0001	-2.959（+/-）0.269
2	0.008（+/-）0.001m	-2.10（+/-）0.26	0.0008 (+ / -) 0.0001	-3.097（+/-）0.387
3.	0.006（+/-）0.001m	-2.22（+/-）0.37	0.0004 (+ / -) 0.0001	-3.398 (+ / -) 0.846
4	0.004（+/-）0.001m	-2.4（+/-）0.6	0.0002 (+ / -) 0.0001	-3.699 (+ / -) 1.851
5	0.002（+/-）0.001m	-2.7（+/-）01.35	0.00004 (+ / -) 0.00002	-4.398 (+ / -) 2.199

最佳拟合直线方程为y = 2.068x + 1.213

斜率表示对碘的反应顺序，但实际值为2.0。

因此，反应顺序与碘酸盐的百分比误差为3.4%。

现在的利率法是：

现在找到速率常量的值，k

1/[IO3]的示例计算是对第一行值进行的

表3:包含1/[IO3]值

	[IO3 M] C2	1 / (IO3)	时间(年代)
1	0.010(+ / -) 0.001米	100.0（+/-）10.0	8.85（+/-）0.01
2	0.008（+/-）0.001m	125.0 (+ / -) 15.6	9.87（+/-）0.01
3.	0.006（+/-）0.001m	166.7（+/-）27.8	13.05 (+ / -) 0.01
4	0.004（+/-）0.001m	250.0 (+ / -) 62.5	19.50（+/-）0.01
5	0.002（+/-）0.001m	500.0（+/-）250.0	52.58（+/-）0.01

该线的等式是Y = 8.8053x + 45.55

该线的斜率表示速率常数的值k，8.8053。

因此，新率是：

B部分：找到激活能量

对于第一行值完成的样品计算为1 / t

表4:有温度和温度的倒数值

	温度(K)	1 / T (1 / K)
1	277.9（+/-）0.5	0.003598 (+ / -) 0.000006
2	283.1（+/-）0.5	0.003532（+/-）0.000006
3.	289.2 (+ / -) 0.5	0.003458 (+ / -) 0.000006
4	298.0 (+ / -) 0.5	0.003356 (+ / -) 0.000006
5	303.5（+/-）0.5	0.003295 (+ / -) 0.000005
6	305.0（+/-）0.5	0.003279 (+ / -) 0.000005

速率#1的样本计算(C1值对所有计算都是相同的)

表5:不同温度下的速率值

	时间＃1（s）	# 1速度(米/秒)	时间# 2(年代)	# 2速度(米/秒)
1	9.930（+/-）01	0.0020250（+/-）000002	8.750 (+ / -) 01	0.0022980（+/-）000003
2	8.350（+/-）01	0.0024080 (+ / -) 000003	8.340 (+ / -) 01	0.0024110 (+ / -) 000003
3.	7.440（+/-）01	0.0027030 (+ / -) 000004	6.900（+/-）01	0.0029140 (+ / -) 000004
4	6.080（+/-）01	0.0033070 (+ / -) 000006	6.150（+/-）01	0.0032270（+/-）000006
5	5.220（+/-）01	0.0038520（+/-）000008	5.370（+/-）01	0.0037440 (+ / -) 000008
6	4.360（+/-）01	0.004610 (+ / -) 00001	4.270（+/-）01	0.004710（+/-）00001

速率常数的样本计算，k对于Rate #1(同样C1在所有计算中保持不变)

表6:给出了不同温度下的速率常数值

	K值# 1 (1 / mx)	K值#2 (1/ mx)
1	5.00876 (+ / -) .00744	5.68402（+/-）。01025
2	5.95610（+/-）。01038	5.96352 (+ / -) .01039
3.	6.68577 (+ / -) .01322	7.20767（+/-）。01348
4	8.17974 (+ / -) .01891	7.98187 (+ / -) .01881
5	9.52778（+/-）。02453	9.26065 (+ / -) .02439
6	11.4027 (+ / -) .03041	11.6500 (+ / -) .0305

使用该样品计算LN（k）k上表中的值1

表7:给出了不同温度下速率常数的ln值

	lnk值＃1	lnk值＃2
1	1.61119 (+ / -) .00239	1.73769 (+ / -) 0.00313
2	1.784420（+/-）。00311	1.78566（+/-）0.00311
3.	1.89998（+/-）0.00376	1.97514 (+ / -) 0.00369
4	2.10166（+/-）0.00486	2.07717（+/-）0.00489
5	2.25421 (+ / -) 0.00581	2.22577（+/-）0.00586
6	2.43385（+/-）0.00649	2.45531（+/-）0.00643

结论与评价

结论

综上所述，从A部分得到碘酸盐的反应级数为2.068，而实际值为2，对该值的百分比误差为3.4%。最终确定的速率定律为:

在第B部分中，发现激活能量为17817.334J / mol * k，频率因子是13845.43317。

从数据中可以得出结论，当碘酸钾溶液浓度增加时，反应速率降低。速率常数和温度之间的另一个关系是，随着温度的增加，速率常数也增加。

在整个实验室中，整个实验室所做的假设是双硫酸盐离子具有零的反应序列。在评估弱点和局限性时将进一步评估该假设。

评价

第一部分的限制是搅拌会影响解决方案变为蓝色所花费的时间。一些管可能比其他管更搅拌，这将在收集的时间引起不准确。此外，一些解决方案立即变为蓝色，其他解决方案花了一段时间，所以人眼可以看到它们。

应该使用光谱法等更好的收集技术，因为当离子改变颜色时，它会立即被检测到。另一种可以改进的方法是使用滴定管、烧瓶和指示剂来像滴定实验室一样进行实验。

同样因为假设的是，双硫酸盐的反应顺序为零，因为它在整个期间恒定可能影响结果。实验应该做出两种方法来拥有最准确的结果。通过使其在平衡方程中的限制反应物中，可以改变碘酸碘酸酯的碘酸碘酸酯浓度而不是改变碘酸碘离子浓度。

最后，B部分中的限制是不能测量溶液的最终温度，因为诸如保持管的所有周围影响都会将热量转移到溶液中。

此外，当试管从浴缸中取出时，室温会立即影响它，不断地改变最终反应。与这种方法不同的是，实验应该在浴缸中进行，这样就不会受到周围温度的影响。