12 反応速度 (時計反応の濃度編) の実験A
【目的】
溶液の濃度による反応速度の違いについて考える。
LIK10,1€]
v=k[KIO3] [NaHSO3] であるから、 [NaHSO] を一定に固定し[KIO3] を
変化させることによってvの変化を測定する。
【原理】
IO3 - はHSO3-と反応してIになる。
IO3 ¯ + 3HSO3 → I ' + 3H' +
I-はIO3-と反応してⅠになる。
5I ¯ + 6H + +
I2はただちにHSO3と反応して消費される。
I2 + HSO3 + H2O → 2I' +
HSO3が無くなると Ⅰ2がたまってくる。
ヨウ素はデンプンと反応して色のついた錯体を形成する。
I2 + デンプン 青色錯体 ( 包接化合物)
【準備】
試薬・・・・0.05 mol/L KIO (ヨウ素酸カリウム) 溶液
【結果】
器具 ・・・・ ビーカー (100mL) 1個 ・試験管 10本 ストップウォッチ
全体用・フィクスアレット (KIO3 NaHSO3 純水)
試験管 KIO3 (aq)
A
2mL
B
C
【操作】
(1) 5本の試験管にKIO 3 (ag)を2・4・6・8・10mL入れこれを試験管A~Eとし、
各試験管に純水を加えて全量を10ml とする。
(2) 別の5本の試験管に NaHSO3 (aq) を 10mL 取る。
(3)
1回目のピーカーは水道水で内壁を洗う (雑巾で拭かない)
(4) KIO (aq) の試験管AとNaHSO3 (ag) の試験管の溶液を同時にビーカーに入れ、 液色が
青(紫) 色になり始めるまでの時間を測定する。(混ぜ合わせたときを0秒とする。)
(5) 試験管B~Eも同様に行う。 ただしビーカー内の溶液は流しに捨て、 水洗い後拭かずに使用する。
D
(1)
IO3 → 3I2 + 3H2O
E
0.02mol/L NaHSO3 (亜硫酸水素ナトリウム) 溶液 (可溶性デンプン含有)
24mL
6mL
8mL
H2O
8mL
46.22
23.39
16.14
12.87
0.078
10ml
20ml
10mL
10.07
0.10
※溶液の混合は必ずしも「2mL+8mL=10mL」 になるとは限らないが、ここでは成り立つと考える。
体積減少の例:水+エタノール・・・ 水素結合による
体積増加の例: 塩酸+水酸化ナトリウム (aq) ・・・ 静電収縮による
6mL
4 mL
NaHSO3 (aq)
2 mL
3SO42-
3H¹ +
10mL
10ml
10mL
(律速段階)
10ml
SO42-
反応時間 (秒)
反応時間の逆数 (1/秒)
0.022
0.043
0.062