本发明专利技术公开了一种测定化学反应速率及活化能的实验装置，包括带盖板的反应容器，反应容器位于磁力搅拌器上。反应容器内置一带底的反应管，反应管上端安装在盖板上且底部悬空，反应管内设可上提的活动隔板以将反应管分为左右两个反应区，反应容器和反应管之间的区域形成水浴区。在水浴区下部设有水浴区出水口，在反应管下部设有反应区出水口；在盖板上分别设有与两反应区对应的两加料口、与任何一个反应区对应的气体收集口、与水浴区对应的水浴区进水口，两加料口上分别设有加料器，气体收集口与气体收集装置连接。本发明专利技术能够准确测定化学反应速率及活化能，而且耗药量小，结构简单，操作方便，制造成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种测定化学反应速率及活化能的实验装置，包括带盖板的反应容器，反应容器位于磁力搅拌器上。反应容器内置一带底的反应管，反应管上端安装在盖板上且底部悬空，反应管内设可上提的活动隔板以将反应管分为左右两个反应区，反应容器和反应管之间的区域形成水浴区。在水浴区下部设有水浴区出水口，在反应管下部设有反应区出水口；在盖板上分别设有与两反应区对应的两加料口、与任何一个反应区对应的气体收集口、与水浴区对应的水浴区进水口，两加料口上分别设有加料器，气体收集口与气体收集装置连接。本专利技术能够准确测定化学反应速率及活化能，而且耗药量小，结构简单，操作方便，制造成本低廉。【专利说明】一种测定化学反应速率及活化能的实验装置
本专利技术涉及化学实验装置，具体指一种用于测定化学反应速率及活化能的实验装置，属于化学实验领域。
技术介绍
化学反应速率及活化能的测定是无机化学实验和大学化学实验中重要的教学实验内容。在实验教学过程中，一般测量酸性溶液中碘酸钾与亚硫酸钠的反应速率，并计算该反应的反应级数、速率常数和活化能。酸性溶液中，KIO3与NaSO3反应的方程式为:ICV+3S0 32-=3S042-+I-其分步反应为:IO3ISO 32-=SO42-+IO2-I02-+2S032-=2S042>r6Η++Ι03-+5I-=3Η20+3Ι2H20+S032_+I2=S042_+2HI其中，第一步反应最慢，第四步反应瞬间完成。当反应体系中KIO3过量时,在At时间内，该反应的平均速率可表示为: V (Na,SO}) = -AC{Na^]其中，^c(Nu:SOi)为NaS03在Λ t时间内的浓度变化量。其瞬时反应速率方程可表示为:V = kcn[cnB当cB固定时，Ig V =InlgcJc'。以Ig v对lgcA作图,可得一直线,斜率即为m。当cA固定时，Ig V =mlgcB+c〃。以Ig V对lgcB作图,可得一直线,斜率即为η。测出不同浓度下的反应时间At，即可求得反应级数为m+n，速率常数& =根据阿伦尼乌斯公式:k = Ae-§E軌Λ = — ;f + Ig A其中，k:反应速率常数；Ea:反应活化能；R:气体常数；T:热力学温度；Α:给定反应的特征常数。在不同温度下，测出k，以Igk对*作图，得一直线，斜率为根据斜率可计算活化能Ea。目前，高等院校普遍采用量筒量取一定体积的碘酸钾溶液和水于锥形瓶中，采用量筒量取一定体积的亚硫酸钠溶液于大试管，在水浴中预热后，将大试管中的溶液倾倒于锥形瓶中，振荡锥形瓶，当溶液变蓝时达到反应终点。溶液刚刚混合到溶液变蓝的时间即为反应时间。测定不同浓度溶液的反应时间和不同温度的反应时间，然后计算反应的反应级数、速率常数和活化能。作为学生实验，主要存在以下问题:①玻璃仪器使用量大，且仪器损坏率高，学生在振荡反应体系的过程中常常碰坏温度计和大试管等两种溶液混合过程缓慢，且需要手动振荡反应体系，影响反应溶液的有效混合和反应体系的均匀性，产生实验误差；③实验过程采用大烧杯作为水浴，保温效果差，此外，振荡过程在水浴中进行操作不便，学生常常脱离水浴振荡，导致实验误差；④反应温度通过测量水浴温度来代替反应体系温度，而水浴层又未采取保温措施，影响实验结果的准确性；⑤烧杯中的水浴用水量较大，约500ml，且需要多次更换水浴来调整水浴层温度，浪费严重；⑥实验用药量较大(平均用药50ml/每个实验点，完成实验需10个实验点，用药总量500ml)，药品浪费严重化学污染严重，碘酸钾与亚硫酸钠的反应过程产生单质碘，造成碘单质大量挥发严重损害师生身体健康、污染环境。因此，现有的化学反应速率及活化能的测定实验无法使学生获得准确可靠的实验数据，操作繁琐，用药量大且还存在一定的化学污染。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种操作简单、可准确有效的测定化学反应速率及活化能的实验装置。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种测定化学反应速率及活化能的实验装置，其特征在于:包括带盖板的反应容器，反应容器位于磁力搅拌器上；所述反应容器内置一带底的反应管，反应管上端安装在盖板上且底部悬空，反应管内设可上提的活动隔板以将反应管分为左右两个反应区，反应容器和反应管之间的区域形成水浴区；在水浴区下部设有水浴区出水口，在反应管下部设有反应区出水口；在盖板上分别设有与两反应区对应的两加料口、与任何一个反应区对应的气体收集口、与水浴区对应的水浴区进水口，两加料口上分别设有加料器，气体收集口与气体收集装置连接。磁力搅拌器的磁力搅拌子设于其中一个反应区内，另一个反应区设有数显温度计，磁力搅拌器的温度传感器置于水浴区内，水浴区的温度可通过磁力搅拌的加热功能实现。活动隔板上端连接有钢丝，钢丝从盖板上穿出。需要使两反应区的反应物发生反应时，通过钢丝将隔板上提即可变成一个反应区域。所述盖板通过密封卡槽与反应容器和反应管连接。反应容器和反应管密封良好，可以防止反应产生的气体溢出。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果:1、本专利技术将化学反应速率及活化能的测定实现了实验装置化。实验设备装置化后，大大减少玻璃仪器的使用，可降低仪器的损耗率；采用磁力搅拌器的加热保温功能来实现水浴区的加热保温，采用磁力搅拌器的搅拌功能实现反应区的搅拌功能，且搅拌速度可准确调控提高实验数据的准确性；在反应区设有数显温度计，直接检测反应体系温度，当反应体系的温度值达到与水浴区一致时开始反应，能更真实的反映反应温度，减少了温度差带来的实验误差；采用提拉隔板促使两种反应液混合，实现了点接触混合向面接触混合的转变，传质效果改善；此外，分为两个反应区，其中一个明确为KIO3区，另一个明确为NaSO3区，加料器也进行标注，减少因加料器混用带来的实验误差。2、本专利技术将化学反应速率及活化能的测定实现了实验微型化。反应区域体积减小，减少了实验药品的浪费；充分利用磁力搅拌器的加热保温功能，水浴层用水量减小，且水浴可重复多次使用，减少了水资源的浪费；实验过程中产生的碘单质可收集回用于卤素、氧化还原与电化学等实验项目中，降低了实验成本。3、本专利技术将化学反应速率及活化能的测定实现了实验绿色化。反应容器的上方设有密封盖，并留有气体收集口可连接气体收集装置，降低了有害碘单质挥发带来的毒害作用。总之，本专利技术能够准确测定化学反应速率及活化能，而且耗药量小，结构简单，操作方便，制造成本低廉。【专利附图】【附图说明】图1-本专利技术结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步详细说明。参见图1，本专利技术测定化学反应速率及活化能的装置，包括反应容器7，反应容器7位于磁力搅拌器I上。反应容器7为有机玻璃制成的圆柱形，上端设有可拆卸的盖板12，盖板也为有机玻璃。反应容器7内置一带平底的反应管15，反应管15上端安装在盖板12下表面且底部悬空，反应管内为反应区5。反应管15内设活动隔板6以将反应管分为左右两个反应区，实际设计时两个反应区体积均为IOmL,反应区总体积为20mL。为了明确每个区的实际反应液加入情况，其中一个反应区标有“碘酸钾”字样，另一个反应区标有“亚硫酸钠”字样。反应容器和反应管之间的区域为水浴区8，体积为50mL。在水浴区8本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测定化学反应速率及活化能的实验装置，其特征在于：包括带盖板的反应容器，反应容器位于磁力搅拌器上；所述反应容器内置一带底的反应管，反应管上端安装在盖板上且底部悬空，反应管内设可上提的活动隔板以将反应管分为左右两个反应区，反应容器和反应管之间的区域形成水浴区；在水浴区下部设有水浴区出水口，在反应管下部设有反应区出水口；在盖板上分别设有与两反应区对应的两加料口、与任何一个反应区对应的气体收集口、与水浴区对应的水浴区进水口，两加料口上分别设有加料器，气体收集口与气体收集装置连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐金晶，李泽全，杨运平，胡宝山，鲜晓红，曹渊，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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