Wielu zaawansowanych uczniów chemii w liceum i college'u przeprowadza eksperyment znany jako reakcja „zegar jodu”, w której wodór nadtlenek reaguje z jodkiem, tworząc jod, a jod następnie reaguje z jonem tiosiarczanowym, aż tiosiarczan zostanie strawiony. W tym momencie roztwory reakcyjne stają się niebieskie w obecności skrobi. Eksperyment pomaga uczniom zrozumieć podstawy kinetyki chemicznej — szybkości, z jaką zachodzą reakcje.
Energia aktywacji
Reakcje chemiczne są termodynamicznie „korzystne”, jeśli całkowita energia produktów jest niższa niż całkowita energia reagentów. Jednak tworzenie produktów wymaga najpierw przerwania wiązania w reagentach, a energia wymagana do ich rozbicia stanowi barierę energetyczną znaną jako „energia aktywacji” lub Ea.
Pomiar energii aktywacji
Wyznaczenie energii aktywacji wymaga danych kinetycznych, tj. stałej szybkości k reakcji określonej w różnych temperaturach. Następnie uczeń konstruuje wykres ln k na osi y i 1/T na osi x, gdzie T jest temperaturą w kelwinach. Punkty danych powinny leżeć wzdłuż linii prostej, której nachylenie jest równe (-Ea/R), gdzie R jest idealną stałą gazu.
Energia aktywacji zegara jodowego
Wykres (ln k) vs. (1/T) dla reakcji zegara jodowego powinno wykazywać nachylenie około -6230. Zatem (-Ea/R) = -6230. Stosując idealną stałą gazu R = 8,314 J/K.mol daje Ea = 6800 * 8,314 = 51 800 J/mol lub 51,8 kJ/mol.