Съдържание
Много студенти по химия в гимназията и колежа извършват експеримент, известен като "йоден часовник" реакция, при който водородният пероксид реагира с йодид и образува йод, а йодът впоследствие реагира с йон на тиосулфат, докато тиосулфатът не се консумира. В този момент реакционните разтвори се оцветяват в присъствие на нишесте. Експериментът помага на учениците да разберат основите на химическата кинетика - скоростите, с които протичат реакциите.
Енергия за активиране
Химичните реакции са термодинамично „благоприятни“, ако общата енергия на продуктите е по-ниска от общата енергия на реагентите. Образуването на продукти, обаче, първо изисква разкъсване на връзката в реагентите, а енергията, необходима за разрушаването им, представлява енергийна бариера, известна като „енергия на активиране“, или Ea.
Измерване на енергия за активиране
Определянето на енергията на активиране изисква кинетични данни, т.е. константата на скоростта, k, на реакцията, определена при различни температури. След това ученикът конструира графика ln k на оста y и 1 / T на оста x, където T е температурата в Келвин. Точките от данни трябва да падат по права линия, наклонът на която е равен на (-Ea / R), където R е идеалната постоянна газ.
Йодно-часова енергия за активиране
Графикът на (ln k) спрямо (1 / T) за реакцията на йоден часовник трябва да разкрива наклон от около -6230. По този начин (-Ea / R) = -6230. Използването на идеална константа на газ от R = 8,314 J / K.mol дава Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 J / mol, или 51,8 kJ / mol.