Innhold
Mange videregående studenter på kjemi og høyskoler kjemi utfører et eksperiment kjent som "jodklokke" -reaksjonen, der hydrogenperoksyd reagerer med jodid for å danne jod, og jodet reagerer deretter med tiosulfation til tiosulfatet har blitt konsumert. På det tidspunktet blir reaksjonsløsningene blå i nærvær av stivelse. Eksperimentet hjelper studentene til å forstå det grunnleggende i kjemisk kinetikk - hastighetene som reaksjoner finner sted.
Aktiveringsenergi
Kjemiske reaksjoner er termodynamisk "gunstige" hvis den totale energien til produktene er lavere enn den totale energien til reaktantene. Dannelse av produkter krever imidlertid først bindingsbrudd i reaktantene, og energien som kreves for å bryte dem representerer en energibarriere kjent som "aktiveringsenergi" eller Ea.
Måling av aktiveringsenergi
Bestemmelsen av aktiveringsenergi krever kinetiske data, dvs. hastighetskonstanten, k, av reaksjonen bestemt ved en rekke temperaturer. Studenten konstruerer deretter en graf på ln k på y-aksen og 1 / T på x-aksen, der T er temperaturen i Kelvin. Datapunktene skal falle langs en rett linje, hvis helning er lik (-Ea / R), hvor R er den ideelle gasskonstanten.
Jod-klokke aktiveringsenergi
Plottet av (ln k) vs. (1 / T) for jodklokkereaksjonen skal avsløre en helning på omtrent -6230. Dermed (-Ea / R) = -6230. Ved å bruke en ideell gasskonstant på R = 8,1414 J / K.mol gir Ea = 6800 * 8,314 = 51 800 J / mol, eller 51,8 kJ / mol.