實驗日期：102 年 2 月 26 日及 3 月 5 日 實驗地點：人文社會科學院七樓701 室
系所：海洋環境資訊系 一A 授課：林佩瑛 老師
桌別：第一桌 桌長：00181004 涂雅媚
組別：第四組
組員：00181018 林政霆、00181024 王釋虹、00181053 黃安億
國立臺灣海洋大學 普通化學實驗 結報
實驗八：碘鐘實驗－反應級數與活化能之測定
＜實驗記錄及結果＞
一、 初期反應速率法 1. 反應時間測定：
編號
0.2M NaI (mL)
0.2M NaCl (mL)
0.005M Na2S2O3
(mL)
2%
澱粉 (mL)
0.1M K2SO4
(mL)
0.1M K2S2O8
(mL)
反應時間 (Δt) (sec) 1 2.0 2.0 1.0 1.0 2.0 2.0 103.33 2 2.0 2.0 1.0 1.0 0 4.0 48.90 3 4.0 0 1.0 1.0 2.0 2.0 56.20 2. 計算各反應物的起始濃度及試驗 1、2、3 的初速率：
rate =−∆[𝑆2𝑂82−]
∆𝑡 =− 12∆[𝑆2𝑂32−]
∆𝑡
編號 混合液中反應物起始濃度(M) 平均時間 反應速率 [S2O32-] [S2O82-] [I-] Δt(sec) rate(M/sec) 1 5 10-4 0.02 0.04 103.55 2.41 10-6 2 5 10-4 0.04 0.04 48.90 5.11 10-6 3 5 10-4 0.02 0.08 56.20 4.45 10-6 3. 計算相對於𝑆2𝑂82−和I-的反應級數m 與 n。(以二位有效數字表示) 𝑟𝑎𝑡𝑒2
𝑟𝑎𝑡𝑒1=𝑘(2[𝑆2𝑂82−])𝑚([𝐼−])𝑛
𝑘[𝑆2𝑂82−]𝑚[𝐼−]𝑛 = 2𝑚 =5 11 1 −6
2 41 1 −6 ≈ 2 12 , 𝑚 ≈ 1 8 𝑟𝑎𝑡𝑒3
𝑟𝑎𝑡𝑒1=𝑘([𝑆2𝑂82−])𝑚(2[𝐼−])𝑛
𝑘[𝑆2𝑂82−]𝑚[𝐼−]𝑛 = 2𝑛 =4 45 1 −6
2 41 1 −6≈ 1 84 , 𝑛 ≈ 88 4. 計算本實驗之速率常數。
rate1 = 2 41 1 −6= 𝑘[𝑆2𝑂82−]𝑚[𝐼−]𝑛 = k ( 2) 8 4 88 𝑘 ≈ 2 85 1 −3 (𝑚𝑜 − 𝑒 − )
5. 寫出正確之速率定律式。
rate = 𝑘[𝑆2𝑂82−]𝑚[𝐼−]𝑛 = 2 85 1 −3 [𝑆2𝑂82−] 8 [𝐼−] 88 6. 自行設計實驗之取量：
預定變色時間：80 秒
2
試劑 2%
starch
0.2M NaI
0.2M NaCl
0.005M Na2S2O3
0.1M K2S2O8
0.1M K2SO4
預定取量
(mL) 1 2 2 1 x
(x=2.5)
y=4-x (y=1.5)
rate =− 12∆[𝑆2𝑂32−]
∆𝑡 =− 12 (−5 1 −4) 8
= k [𝐼−] 88 [𝑆2𝑂82−] 8 = 2 85 1 −3 4 88 ( 1 1 )
8
≈ 2 54 ≈ 2 5 ≈ 1 46 ≈ 1 5
二、 積分作圖法 1. 反應時間測定：
編號
0.2M NaI (mL)
蒸餾水 (mL)
0.2M Na2S2O3
(mL)
2%
澱粉 (mL)
0.15M K2S2O8
(mL)
反應時間 (Δt) (sec)
1 5 1.5 5.5 1 5 925.80
2 5 2.5 4.5 1 5 624.50
3 5 3.5 3.5 1 5 496.20
4 5 4.5 2.5 1 5 332.90
5 5 5.5 1.5 1 5 182.90
6 5 6.5 0.5 1 5 67.30
2. 在此六次試驗中，反應物(NaI、K2S2O8)之濃度均相同，僅是計時劑 Na2S2O3用量不同。
由於∆[𝑆2𝑂32−] = 2∆[𝑆2𝑂82−]，因此，當經時間 t，反應液變色時（即溶液中計時劑 Na2S2O3用盡，溶液呈現深藍色），溶液中剩餘之[𝑆2𝑂82−]，可由反應液內所加入之 Na2S2O3的量來計算：
I. 由各杯中所加Na2S2O3體積及濃度，計算S2O32-莫耳數。
II. 計算溶液中 S2O82-之莫耳數。
III. 由∆[𝑆2𝑂32−] = 2∆[𝑆2𝑂82−]關係式，計算經時間 t 後，每杯中 S2O82-之剩餘量(mole)，
並計算其濃度(M, mole/L)。
IV. 計算六次試驗之 [𝑆2𝑂82−]及1 [𝑆2𝑂82−]。
V. 詳列以上各步算式並列表表示此一部份計算結果。
編號 S2O32-
最初mole
S2O82-
最初mole
S2O82-
剩餘mole
[S2O82-] (M)
ln[S2O82-] 1/[S2O82-]
1 1.1 10-3 7.5 10-4 2.0 10-4 0.01111 -4.4998 90.00 2 9.0 10-4 7.5 10-4 3.0 10-4 0.01667 -4.0943 60.00 3 7.0 10-4 7.5 10-4 4.0 10-4 0.02222 -3.8067 45.00 4 5.0 10-4 7.5 10-4 5.0 10-4 0.02778 -3.5835 36.00 5 3.0 10-4 7.5 10-4 6.0 10-4 0.03333 -3.4012 30.00 6 1.0 10-4 7.5 10-4 7.0 10-4 0.03889 -3.2470 25.71
以編號1 實驗為例，計算式：
S2O32-最初mole： 2 5 5 1 −3 = 1 1 1 −3 S2O82-最初mole： 15 5 1 −3 = 7 5 1 −4 S2O82-剩餘mole：7 5 1 −4− 2 5 5
2 = 2 1 −4 [S2O82-](M) ：2 8 = 1111 ≈ 1111
ln[S2O82-]： (2 8 ) = −4 4998 96 ≈ −4 4998 1/[S2O82-]：
= 9
3. 分別以[S2O82-]、ln[S2O82-]、1/[S2O82-]（為 Y 軸）對時間 t 作圖。
(925.8, 0.01111) (624.5, 0.01665)
(496.2, 0.02222) (332.9, 0.02778)
(182.9, 0.03333) (67.3, 0.03889)
y = -3E-05x + 0.0394 R² = 0.9748
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045
0 200 400 600 800 1000 1200
[S
2O
82-] (M)
時間 t (sec)
[S 2 O 8 2- ](M)與時間(t)關係圖
4
4. 由 3 之結果，判斷此反應對反應物 K2S2O8而言：
反應級數：1 級反應
反應速率常數：1 5 1 −3 ( 𝑒 − ) 公式：𝑆2𝑂82− 2𝐼− 2𝑆𝑂42− 𝐼2
2𝑆2𝑂32− 𝐼2 2𝐼− 𝑆4𝑂62−
回歸方程式： [𝑆2𝑂82−] = (−1 5 1 −3)𝑡 − 3 1221 , R² = 0.994
(925.8, -4.4998) (624.5, -4.0943)
(496.2, -3.8067) (332.9, -3.5835) (182.9, -3.4012)
(67.3, -3.247)
y = -0.0015x - 3.1221 R² = 0.994
-5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0
0 200 400 600 800 1000 1200
ln[S
2O
82-]
時間 t (sec)
ln[S 2 O 8 2- ]與時間(t)關係圖
(925.8, 90)
(624.5, 60) (496.2, 45)
(332.9, 36) (182.9, 30)
(67.3, 25.71)
y = 0.0749x + 14.966 R² = 0.9529
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 200 400 600 800 1000 1200
1/ln[S
2O
82-]
時間 t (sec)
1/ln[S 2 O 8 2- ]與時間(t)關係圖
三、心得與感想：
藉由本次碘鐘實驗，我們得以了解反應級數如何測定及其反應原理，不僅學習了以初 期反應速率法與積分作圖法決定反應級數及速率常數，更加深了Word 及 Excel 電腦軟體 的應用。然而，實驗講究團隊合作與謹慎小心的精神，我們亦在其中獲益良多，在互助合 作方面也建立起相當的默契。在實驗儀器操作中，我們也融會各項要點，熟悉不同器械的 使用方法，親自動手做實驗，才能體會其中的樂趣，不斷成長，享受成長的喜悅！
四、實驗過程小小相片：
攝影：劉師維102.2.26 五、結報工作分配：
1. 林政霆：計算、資料彙整、校對、心得
2. 王釋虹：Excel 圖表製作、數據統整、報告設計、心得 3. 黃安億：Word 全檔統整、方程式製作、打字排版、心得 六、參考資料：
1. 國立臺灣海洋大學。普通化學實驗 101 學年版。
生物科技研究所普通化學小組 製
2. 國立臺灣海洋大學。普通化學實驗課程 PPT 講義。
生物科技研究所 林佩瑛助教
