Sisältö
Monet lukio- ja korkeakoulukemian opiskelijat suorittavat kokeen, joka tunnetaan nimellä “jodi-kello” -reaktio, jossa vetyperoksidi reagoi jodidin kanssa jodin muodostamiseksi ja jodi reagoi myöhemmin tiosulfaatti-ionin kanssa, kunnes tiosulfaatti on kulunut. Tässä vaiheessa reaktioliuokset muuttuvat sinisiksi tärkkelyksen läsnä ollessa. Kokeilu auttaa opiskelijoita ymmärtämään kemiallisen kinetiikan perusteet - reaktioiden nopeudet.
Aktivointienergia
Kemialliset reaktiot ovat termodynaamisesti ”suotuisia”, jos tuotteiden kokonaisenergia on alhaisempi kuin reagenssien kokonaisenergia. Tuotteiden muodostuminen vaatii kuitenkin ensin sidoksen katkeamisen reagensseissa, ja niiden hajoamiseen tarvittava energia edustaa energiaestettä, jota kutsutaan ”aktivointienergiaksi” tai Ea.
Aktivointienergian mittaus
Aktivointienergian määrittäminen vaatii kineettisen datan, ts. Reaktion nopeusvakion k, joka määritetään useissa lämpötiloissa. Sitten opiskelija rakentaa kuvaajan ln k y-akselille ja 1 / T x-akselille, missä T on lämpötila Kelvinissä. Datapisteiden tulisi pudota suoraa linjaa pitkin, jonka kaltevuus on yhtä suuri kuin (-Ea / R), missä R on ihanteellinen kaasuvakio.
Jodikellon aktivointienergia
Jodikelloreaktion kuvaajan (ln k) vs. (1 / T) pitäisi paljastaa noin -6230: n kaltevuus. Siten (-Ea / R) = -6230. Käyttämällä ihanteellista kaasuvakiota R = 8,314 J / K. mol, saadaan Ea = 6800 * 8,314 = 51 800 J / mol tai 51,8 kJ / mol.