目的
本研究的目的是确定不同温度对反应速率的影响。
介绍
基于动力学分子理论,碰撞模型的中心思想是分子必须碰撞以反应。因此,每秒碰撞数量越大,反应速率越大。
碰撞能量直接依赖于碰撞粒子的动能,而温度是一种物质中粒子平均动能的量度。
因此,随着物质温度的升高,粒子的平均动能也随之增加。因此,每秒将有更多的碰撞次数和更大的反应速率。
材料
- 蒸馏水
- Erlenmeyer烧瓶
- 刻度气缸
- Bunsen燃烧器
- 叮叮当当
- 环夹
- 温度计
- 跑表
- 砂纸
- 质量平衡
- 冰
- HCL.(AQ)
- 毫克(s)
程序
- 创建50.0ml的2.00米的HCL(AQ)使用16毫升盐酸和34ml蒸馏水
- 将50.0mL稀释溶液倒入锥形烧瓶中。
- 测量0.200g mg(年代)。在称重之前,请务必用砂纸清洁镁,以便去除任何杂质。
- 用环形夹和菠萝燃烧器设置Retort支架
- 加热50.0ml的HCl(AQ)70.0O.C。
- 放置0.200克Mg(s)加热HCl.(AQ)。
- 使用秒表记录从头到尾记录反应的时间。
- 执行步骤1-7三次以获得3项试验
- 使用HCL执行步骤1-8(AQ)在40.0O.C和10.0O.c,保持mg的amt(s)常数
观察
表1:温度观察1
审判# | 盐酸的温度(±0.05O.C) | 米格的质量 (±0.001g) |
反应时间 (0.001±s) |
1 | 70.0 | 0.200 | 30.08 |
2 | 70.0 | 0.198 | 29.41 |
3. | 70.0 | 0.197 | 30.52 |
表2:温度观察2
审判# | 盐酸的温度(±0.05O.C) | 米格的质量 (±0.001g) |
反应时间 (0.001±s) |
1 | 40.0 | 0.199 | 37.28 |
2 | 40.0 | 0.204 | 36.59 |
3. | 40.0 | 0.198 | 37.89 |
表3:温度观察3
审判# | 盐酸的温度(±0.05O.C) | 米格的质量 (±0.001g) |
反应时间 (0.001±s) |
1 | 10.0 | 0.199 | 45.84 |
2 | 10.0 | 0.198 | 44.54 |
3. | 10.0 | 0.199 | 45.12 |
计算与数据处理
计算平均质量和时间
表4:温度和时间的平均值
HCL温度(AQ)(±0.05O.C) | 米格的质量(s)(±0.001g)1.5%) | 时间(s)(0.003±s) |
70.00 | 0.20 | 30.00 |
40.00 | 0.20 | 37.25 |
10.00 | 0.20 | 45.17 |
计算mg的摩尔人(s)
表5:Mg与HCl的反应率
HCL温度(AQ)(±0.05O.C) | 米格的质量(s)(1.50%) | 时间(s)(0.003±s) | 反应率(±3.00%) |
70 | 0.200 | 30.00 | 0.0067 |
40 | 0.200 | 37.25 | 0.0054 |
10. | 0.200 | 45.17 | 0.0044 |
图1:盐酸的温度与反应速率
图1显示了温度变化和反应速率之间的关系。结果表明,随着HCl温度的升高,反应速率也随之升高。这是一个多项式关系,这意味着反应速率随温度的升高呈指数增长。
结论与评价
如引言所述,通过碰撞模型和分子动力学理论解释了温度和反应速率之间的关系。这两种理论证明了这两个因素的相应增长。分子动力学理论指出,温度是粒子平均动能的量度
因此,由于温度的增加,颗粒的平均动能比例地增加,从而导致更高的整体熵。因此,由于颗粒的平均动能的增加,碰撞速率比例地增加,导致更高的反应速率。
总之,本实验成功地确定了温度与反应速率的关系。结果表明,反应温度和反应速率随碰撞次数的增加而增加。
虽然实验成功地显示了上述关系,但与此实验相关的一些错误可能会妨碍结果的准确性。这个误差约为3%,对于总体趋势来说是微不足道的。但是,在反应速率方面,它们会影响准确度。
有一个因素可能会影响这个实验的准确性,那就是每一种盐酸溶液都是分开稀释的。这允许更大的误差,因为每次测量都有一个与所使用的设备相关的误差。这可以通过在实验开始时以所需的浓度制造大量的HCl来避免。
可能影响精度的另一个因素是在该实验期间室温的波动。这可能在反应过程中增加或降低HCl的温度。为了避免这个问题,反应应在封闭室内进行,稳定的室温。
此外,可以根据它们暴露的光量来加速一些反应。该实验是在一个带有明亮灯光和敞开窗户的开放式教室中进行的。因此,这种光可以增加参与反应的颗粒的能量,从而增加不准确性,因为这是影响反应速率的外部因素。再一次,可以通过在关闭室内进行实验来避免这种情况。
综上所述,虽然本实验存在一些误差,但在确定温度与反应速率的关系方面是成功的。结果表明,反应温度和反应速率随碰撞次数的增加而增加。
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