[发明专利]一种测定过氧化氢催化分解反应速率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明是一种测定过氧化氢催化分解反应速率的装置及方法，属于测定过氧化氢催化分解反应速率的装置及方法的创新技术。

背景技术

目前，物理化学实验室普遍使用的测定过氧化氢催化分解的反应速率及半衰期的装置，都是使用量气法测量反应中产生的气体体积，即为在反应产生气压与大气压相等条件下，测定反应过程中生成气体体积随时间的变化，通过气体体积与反应物浓度的关系计算得出反应速率常数。为了测出氧气进行一定时间时产生的体积，则使用如图1的实验装置，要求水准瓶的液面与量气管液面保持同一水平，即为了保证等压情况下测出产生氧气的体积。由于需要人手控制量气管液面和水准瓶液面保持一致，易出现不等压的情况，导致观察体积变化读数误差较大。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，结构简单的测定过氧化氢催化分解反应速率的装置。本发明能测定过氧化氢催化分解的反应速率常数和半衰期。 

本发明的另一目的在于提供一种实验操作更简单，实验数据更准确的测定过氧化氢催化分解反应速率的方法。 

本发明的技术方案是：本发明的测定过氧化氢催化分解反应速率的装置，包括有气压计、橡皮塞、反应器、磁力搅拌器，其中气压计、反应器的瓶口装设有橡皮塞，气压计的进气口通过连接管插入橡皮塞所设的通孔与反应器相通，反应器中加入搅拌子，反应器置于磁力搅拌器内。

上述气压计的进气口通过橡胶管插入橡皮塞所设的通孔与反应器相通。

上述反应器为锥形瓶。

本发明测定过氧化氢催化分解反应速率的方法，包括有如下步骤：

1）记录反应前气压计的读数P；

2）用移液管取4ml水+2mlH₂O₂ +2mlKI于反应器中，加入搅拌子，塞紧橡皮塞；

3）低速开启磁力搅拌器，再把反应器置于磁力搅拌器上，迅速按下秒表；

4）在20到60秒内任选一个时间间隔,每过一个时间间隔，记录时间t和相应时间下的气压计的读数P₁，P₂，P₃；

5）列出t，P_t，P_∞-P_t， ln （P_∞-P_t）；t为时间间隔,P_t为相应时间下的气压计读数, P_∞为H₂O₂全部分解气压的增加量；

6）以ln （P_∞-P_t）对t作图，求出直线斜率；

7）计算出反应速率系数k₁和半衰期t_1/2。

本发明针对现有的测定过氧化氢催化分解的反应速率及半衰期的实验装置普遍使用等压法，造成实验过程中，操作繁琐，无法进行数据的准确测量的问题。本发明为了克服这一现象，对实验装置进行了改进，保持体积不变的条件下，即为等体积法，用测量反应所产生的压强随时间的变化的关系对实验装置进行了改进，所得到的数据更准确。改进的实验装置可避免过多的人手操作，无需控制水准瓶与量气管的液面保持水平，甚至可去掉水准瓶与量气管。对比等压法，由于测量气体压强的仪器的灵敏度高，观察读数误差较等压法小。装置简单易得，记录数据容易，等体积法简化了实验装置和操作步骤，使操作更简单。气压计与计算机联机,还可以实现数据的自动记录和处理。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的测定过氧化氢催化分解反应速率的装置及方法。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例的t- ln（P_∞-P_t）图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，本发明的测定过氧化氢催化分解反应速率的装置，包括有气压计1、橡皮塞2、反应器3、磁力搅拌器4，其中气压计1、反应器3的瓶口装设有橡皮塞2，气压计1的进气口通过连接管插入橡皮塞2所设的通孔与反应器3相通，反应器3中加入搅拌子，反应器3置于磁力搅拌器4内。

本实施例中，上述气压计1的进气口通过橡胶管插入橡皮塞2所设的通孔与反应器3相通。

本实施例中，上述反应器3为锥形瓶。

本发明测定过氧化氢催化分解反应速率的方法，包括有如下步骤：

1）记录反应前气压计1的读数P；