Zawartość
Wielu zaawansowanych uczniów chemii w szkołach średnich i wyższych przeprowadza eksperyment znany jako reakcja zegara jodowego, w której nadtlenek wodoru reaguje z jodkiem, tworząc jod, a następnie jod reaguje z jonem tiosiarczanu aż do zużycia tiosiarczanu. W tym momencie roztwory reakcyjne stają się niebieskie w obecności skrobi. Eksperyment pomaga uczniom zrozumieć podstawy kinetyki chemicznej - prędkości zachodzących reakcji.
Energia aktywacji
Reakcje chemiczne są „sprzyjające” termodynamicznie, jeżeli całkowita energia produktów jest niższa niż całkowita energia reagentów. Jednak tworzenie produktów wymaga najpierw zerwania wiązania w reagentach, a energia wymagana do ich zerwania stanowi barierę energetyczną znaną jako „energia aktywacji” lub Ea.
Pomiar energii aktywacji
Określenie energii aktywacji wymaga danych kinetycznych, tj. Stałej szybkości k reakcji określonej w różnych temperaturach. Następnie uczeń konstruuje wykres lnk na osi y i 1 / T na osi x, gdzie T jest temperaturą w stopniach Kelvina. Punkty danych powinny spaść wzdłuż linii prostej, której nachylenie jest równe (-Ea / R), gdzie R jest idealną stałą gazu.
Energia aktywacji zegara jodowego
Wykres (ln k) vs. (1 / T) dla reakcji zegara jodu powinien ujawnić nachylenie około -6230. Zatem (-Ea / R) = -6230. Zastosowanie idealnej stałej gazowej R = 8,314 J / K.mol daje Ea = 6800 * 8,314 = 51 800 J / mol lub 51,8 kJ / mol.