Содержание
Многие продвинутые ученики средних школ и колледжей проводят эксперимент, известный как реакция «йодных часов», в которой перекись водорода реагирует с йодидом с образованием йода, а затем йод реагирует с тиосульфат-ионом до тех пор, пока тиосульфат не будет израсходован. В этот момент реакционные растворы становятся голубыми в присутствии крахмала. Эксперимент помогает студентам понять основы химической кинетики - скорость, с которой происходят реакции.
Энергия активации
Химические реакции являются термодинамически «благоприятными», если общая энергия продуктов ниже, чем общая энергия реагентов. Однако для образования продуктов сначала требуется разрыв связей в реагентах, а энергия, необходимая для их разрушения, представляет собой энергетический барьер, известный как «энергия активации», или Ea.
Измерение энергии активации
Определение энергии активации требует кинетических данных, то есть константы скорости k реакции, определенной при различных температурах. Затем студент строит график ln k на оси Y и 1 / T на оси X, где T - температура в градусах Кельвина. Точки данных должны располагаться вдоль прямой линии, наклон которой равен (-Ea / R), где R - постоянная идеального газа.
Йод-Энергия Активации Часов
График зависимости (ln k) от (1 / T) для реакции с йодными часами должен показывать наклон около -6230. Таким образом, (-Ea / R) = -6230. Использование постоянной идеального газа R = 8,314 Дж / кмоль дает Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 Дж / моль или 51,8 кДж / моль.