高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?

高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?（精选3篇）

篇1：高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?

高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?

研究了KIO4-SC(H2)-H2SO4反应体系在封闭、半封闭以及开放系统中的非线性动力学行为.发现在封闭体系中体系的吸光度、铂电极电位和pH值呈现单峰或准振荡现象;在半封闭和开放系统中体系的铂电极电位和碘电极电位均呈振荡现象.封闭、半封闭及开放系统的动力学曲线受体系酸度和初始浓度比值[KIO4]0/[SC(H2)]0的`影响.对照其在封闭、半封闭和开放系统中的动力学行为,以碘单质产生和消耗驱使的反应动力学可解释该反应体系的复杂现象.

作 者：王舜 林娟娟 黄振炎 高庆宇 赵敏 林振权  作者单位：王舜,林娟娟,黄振炎,赵敏,林振权(温州师范学院化学系,浙江温州325027)

高庆宇(中国矿业大学化工学院,徐州221008)

刊 名：物理化学学报  ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA 年，卷(期)： 18(3) 分类号：O643 关键词：振荡   准振荡   非线性动力学   高碘酸盐   硫脲  

篇2：高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?

高碘酸盐-亚硫酸盐反应体系的复杂动力学

研究了KIO4-Na2SO3-H2SO4反应体系的复杂动力学,在酸性条件下(pH<3),发现碘电位、Pt电极电位和pH在封闭体系中显示单峰振荡以及半封闭体系和开放体系中的.振荡现象.振荡现象受[Na2SO3]0/[KIO4]0比值以及体系的酸度影响.实验结果表明该体系可能为I2生成和I2消耗所驱动的振荡反应;所拟的反应机理解释了体系所显示的复杂动力学现象.

作 者：林娟娟 王舜 高庆宇  作者单位：林娟娟,王舜(温州师范学院化学系,温州325027)

高庆宇(中国矿业大学化工学院,徐州221008)

刊 名：物理化学学报  ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA 年，卷(期)：2002 18(9) 分类号：O643.12 关键词：化学振荡反应   复杂动力学   高碘酸盐   亚硫酸盐  

篇3：高碘酸盐-硫脲-硫酸反应体系的非线性动力学?

北京师范大学、华中师范大学和南京师范大学主编的,面向21世纪教材—无机化学(下册)(第4版)中的第15章氧族元素中一道习题[1]:在酸性的KIO3溶液中加入Na2S2O3,有什么反应发生?在与其配套的无机化学习题集中答案是:有碘析出。因为酸性条件下IO3-氧化能力很强,而Na2S2O3是中等强度的还原剂,两者相遇,IO3- 可被还原为I-;在酸性介质中,I-遇未反应的IO3-,则产生I2。反应方程式如下:

6 S2O2-3+ 6H+ + IO3- →3 S4O62- + I- +3H2O

5 I- + IO3- + 6H+ →3I2 + 3H2O

对此,笔者有些异议,现提出与大家商榷。

2 问题分析

2.1 问题之一

依据上述题解给出的方程式分析,可以得出这样的结论:如果反应体系中Na2S2O3过量,产物应是S4O62-和I-;如果反应体系中KIO3过量,产物应是S4O62- 和I2 。

已知卤素和Na2S2O3的反应为[2][3]:

2 S2O2-3 + I2 = S4O62- + 2I-

S2O2-3 + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl-+ 10H+

S2O2-3 + 4Br2 + 5H2O = 2SO42- + 8Br-+ 10H+

相关的电极电势为:Eθ ( I2 / I-) = 0.535 v

Eθ ( Cl2 / Cl-) = 1.360 v Eθ( Br2 / Br- ) =1.077 v

由上述数据看出,Cl2 和Br2是较强的氧化剂,将S2O2-3氧化生成了SO42-,而I2是较弱的氧化剂,将S2O2-3氧化生成了S4O62-。KIO3在酸性条件下作氧化剂的有关电极电势为:Eθ (IO3-/ I2) =1.209 v Eθ =(IO3-/ I-) =1.097 v

对比卤素单质的电极电势值,可以知道酸性条件下的KIO3应该是一个较强的氧化剂,所以,它将S2O2-3氧化的产物应该是SO42-而不是S4O62-。

2.2 问题之二

该题解忽略了NaS2O3的一个重要的性质:NaS2O3在酸性溶液中生成的硫代硫酸不稳定,会迅速分解生成硫单质SO2和H2O。分解反应方程式为:

S2O2-3 + 2H+ = S↓+ SO2 + H2O (1)

生成的SO2是一个较强的还原剂,来不及逸出就会和强氧化剂KIO3氧化还原反应:3SO2 + 3H2O + IO3- = I- + +3SO42- + 6H+ (2)

将上面的反应(1)(2)合并即得:

3S2O2-3 + IO3- = 3S↓+ I- + 3SO42- (3)

也就是说,当溶液中NaS2O3过量时,产物应该如(3)式所示。

3 实验结果

1)向少量碘水中滴加适量的0.1 mol·dm-3 NaS2O3,直至碘水的棕黄色退去,然后滴加0.1 mol·dm-3

的BaCl2 ,没有白色沉淀生成,这说明S2O2-3被I2氧化后生成的S4O62-不和Ba2+反应生成沉淀。

2)向0.1 mol·dm-3

的KIO3溶液中滴加几滴稀H2SO4溶液酸化,然后逐滴加入0.1 mol·dm-3 NaS2O3溶液,观察到的现象是,溶液由无色渐次变为黄色、棕黄色、紫黑色沉淀物析出、棕黄色、黄色,最后变为乳白浑浊液。分析现象,应该是S2O2-3将IO3-先还原生成了单质碘,过量的S2O32-又将IO3-还原生成了I-,而乳白浑浊液中说明有硫单质生成。

接下来再在乳白浑浊液中加入0.1 mol·dm-3 的BaCl2 溶液,观察到的现象是白色乳浊液中又有大量白色沉淀析出,据沉淀检验法可知白色沉淀物是BaSO4,说明产物中有SO42-存在。

4 结论

综上所述,可以得出如下结论,在酸性的KIO3溶液中加入NaS2O3溶液会发生如下的反应:

S2O2-3 + 2H+ = S↓+ SO2 + H2O

3SO2 + 3H2O + IO3- = I- + +3SO42- + 6H+

将上面的两个反应合并即得:

3S2O2-3 + IO3- = 3S↓+ I- + 3SO42-

摘要：对北京师范大学、华中师范大学和南京师范大学主编的,无机化学(下册)(第四版)中的一道习题答案有所异议,并提出了不同的解题思路。

关键词：碘酸钾,硫代硫酸钠,反应产物

参考文献

[1]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学.无机化学(下册)(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2003.515.

[2]宋天佑,徐家宁,程功臻.无机化学(下册)[M].北京:高等教育出版社,2004.549.