實驗十一：測定在酸性溶液中溴離子與溴(V)酸根離子反應的活化能

實驗十二：測定在酸性溶液中溴離子與溴(V)酸根離子反應的活化能

引言

在酸性溶液中，溴離子與溴(V)酸根離子的反應方程式如下：

要監察反應的進度，可在反應混合物中加入定量的苯酚和少量甲基紅指示劑。反應所生成的溴迅速與苯酚反應，當苯酚耗盡時，額外的溴便會使指示劑褪色。由此便能測定反應進行至某程度時所需的時間。

化學藥品

溶液 A (內含 0.083 M 的 KBr 和 0.017 M 的 KBrO3)、0.5 M H2SO4、 0.01 M 苯酚溶液、甲基紅指示劑

儀器

燒杯、大試管、秒錶、�{10° �{110° C 溫度計、滴定管

步驟

【危險警告：0.5 M 硫(VI)酸有刺激性，而苯酚則有毒。】

1. 把 10.0 cm3 的 0.01 M 苯酚溶液、10.0 cm3 的溶液 A 和 10 滴甲基紅指示劑放進一支大試管內。

2. 把 5.0 cm3 的 0.5 M 硫(VI)酸放進另一支大試管內。

3. 把兩支試管置於一個盛有溫水的燒杯中，水溫維持在約 30° C。讓兩支試管內的溶液達至這水浴器的溫度。

4. 把硫(VI)酸傾進第一支試管中，立刻啟動秒錶，並輕輕地把溶液搖勻。

5. 在整個實驗過程中須把第一支試管留在水浴器內，當溶液的紅色完全褪卻時，記下時間 (t) 至最接近的秒數。

6. 實驗完成時，記下反應混合物的溫度 (T) 至最接近的度數。

7. 重複步驟 (1) 至 (6)，但須分別把反應的溫度維持在約 35° C、40° C、 45° C 和 50° C。

8. 將結果填進下表內：

實驗

時間

t / s

溫

度

　　　
T / ° C

T / K
　

1
　　　　　

2
　　　　　

3
　　　　　

4
　　　　　

5
　　　　　

討論

1. 寫出苯酚與溴反應的方程式。

2. 在這實驗中甲基紅有甚麼作用？

3. 根據所得結果，在較高的溫度 (如 80° C) 下進行這實驗是否可行？

4. 實驗中為甚麼不需要知道當甲基紅褪色時反應的進度？

5. 阿列紐斯方程式可寫成：

(a) 在方程式中能否用 1/t 替代 k ？為甚麼？

(b) 導出 ln k 和 1/T 的關係式。

(已知：R = 8.3 J K�{1 mol�{1)

6. 解釋為何反應速率會受溫度影響。