Inhoud
Veel geavanceerde middelbare school- en hogeschoolstudenten voeren een experiment uit dat bekend staat als de "jodiumklok" -reactie, waarbij waterstofperoxide reageert met jodide om jodium te vormen, en het jodium reageert vervolgens met thiosulfaat-ion totdat het thiosulfaat is verbruikt. Op dat moment worden de reactieoplossingen blauw in de aanwezigheid van zetmeel. Het experiment helpt studenten de basisprincipes van chemische kinetiek te begrijpen - de snelheden waarmee reacties plaatsvinden.
Activeringsenergie
Chemische reacties zijn thermodynamisch "gunstig" als de totale energie van de producten lager is dan de totale energie van de reactanten. De vorming van producten vereist echter eerst bindingbreuk in de reactanten, en de energie die nodig is om ze te breken, vertegenwoordigt een energiebarrière die bekend staat als de "activeringsenergie" of Ea.
Activeringsenergie meten
De bepaling van activeringsenergie vereist kinetische gegevens, d.w.z. de snelheidsconstante, k, van de reactie bepaald bij verschillende temperaturen. De student construeert vervolgens een grafiek van ln k op de y-as en 1 / T op de x-as, waarbij T de temperatuur in Kelvin is. De gegevenspunten moeten langs een rechte lijn vallen, waarvan de helling gelijk is aan (-Ea / R), waarbij R de ideale gasconstante is.
Jodium-klok activeringsenergie
De grafiek van (lnk) versus (1 / T) voor de jodiumklokreactie zou een helling van ongeveer -6230 moeten onthullen. Dus (-Ea / R) = -6230. Het gebruik van een ideale gasconstante van R = 8.314 J / K.mol geeft Ea = 6800 * 8.314 = 51.800 J / mol, of 51.8 kJ / mol.