實驗十：用滴定法測定碘和丙�O間反應的級數

實驗十一：用滴定法測定碘和丙酮間反應的級數

化學藥品

約0.1 M Na2S2O3、1 M H2SO4、含 0.02 M I2 的 KI 溶液 (將 5 g 的 I2 和 33 g 的 KI 溶於水後稀釋至 1 dm3)、1 M 丙酮水溶液、0.5 M NaHCO3、澱粉溶液

儀器

滴定儀器、10.0 cm3 移液管、燒杯、秒錶、100 cm3 量筒

步驟

1. 用移液管吸取 25.0 cm3 硫代硫酸鈉溶液，放進一個 250 cm3 容量瓶中，加入去離子水至容量瓶的刻度。

2. 參照下表，用移液管吸取 25.0 cm3 的 1 M 硫(VI)酸放進一錐形瓶內，再用滴管加入 V1 cm3 的丙酮溶液和 V2 cm3 的去離子水。

【危險警告：1 M 硫(VI)酸有腐蝕性，而丙酮則易燃。】

(注意：每組同學只需配製下表所示的其中一項溶液組合。)

3. 用滴定管把 50.0 cm3 的 0.02 M 碘溶液放入一燒杯內，盡快把它傾進丙酮混合物中，同時啟動秒錶，並把混合物搖勻。

4. 5 分鐘後，用移液管吸取 10.0 cm3 的反應混合物放進另一個盛有 10 cm3 的 0.5 M 碳酸氫鈉溶液的錐形瓶內，記錄加入時的時間。把溶液搖勻後，用已稀釋的硫代硫酸鈉溶液來滴定，龙直至溶液呈淡黃色，再加入澱粉作指示劑，繼續滴定。

5. 經 10、15、20、25 和 30 分鐘後，分別從瓶中抽取 10.0 cm3 的反應混合物，並重複步驟 (4)。

6. 把結果記錄在下表內:

反應混合物加進 NaHCO3 時的時間 / 分
　　　　　　

滴定管最後讀數 / cm3

　
　　　　　

滴定管起始讀數 / cm3

　
　　　　　

用去 Na2S2O3 的體積

/ cm3
　　　　　　

討論

1. 繪出上表中用去硫代硫酸鈉溶液的體積 (與剩餘碘反應所需體積) 對時間 (10.0 cm3 反應混合物加入碳酸氫鈉溶液時的時間) 的圖像。從圖中讀取 y 截距，並由此求出所給的硫代硫酸鈉溶液的濃度。

2. 酸是丙酮與碘反應的催化劑。在步驟 (4) 中加入碳酸氫鈉有甚麼目的？

3. 在實驗過程中，碘的濃度如何改變？

4. 試求圖像的斜率。

5. 在本實驗中，反應速率與圖像的斜率成正比。這反應速率是否隨碘的濃度不同而改變？

6. 這反應對碘的級數是多少？

7. 碘有否參與反應的速率控制步驟？

8. 把各組所得圖像的斜率記錄在下表中：

組別

A

B

C

D

E

圖像的斜率 / cm3 min�{1
　　　　　

繪出以上圖像斜率對開始時所用丙酮溶液體積的圖像，從這圖像推論反應速率與丙酮濃度的關係，並由此決定這反應對丙酮的級數是多少？

9. 寫出反應的速率方程式。