Chemistry
มัธยมปลาย
化学実験で時計反応を行ったのですが原理が理解できません。あと2枚目の時計反応に触媒(塩酸、水酸化ナトリウム)を加えて反応を見るという実験で3枚目のように塩酸を入れたら反応速度が早くなりました・これは何故ですか?化学反応式で解説してもらえるとよりありがたいです。お願いします!
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
用意
1 in 1= FA#1=
Lけ
2. 触媒の実験
400
(1) KIO (aq) の2本の試験管CとDにそれぞれH
2~3滴加え、 十分に混合しておく。
高めの
いれたら4
なるように。
(2) HC1を加えた試験管CとNaHSO3 (aq) の試験管を「1. 温度の実験」の (2) と同様に混ぜ
時間を計る。
(黄) 及び NaOH (aq) (紫) を
C1
(3) 同様にNaOH (aq) を加えた試験管Dについても行う。
(4) すべてのガラス器具はよく洗浄しで逆さにして返却する。
NaOH
KIO
ME
1. 温度
2. 触媒
【考察例】
試験管
A
0℃
B
40℃
C
HC1を加えたもの
D NaOH (aq) を加えたもの
反応時間 (秒) 反応時間の逆数 (1/秒)
35.21
010284
15.69
0.0637
2.93
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