李坚等：铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响 583 (a)H,S0质量浓度150gL ()H,S0质量浓度165g·1. ◆ ■55℃●60℃ ■55℃●60℃ ▲65℃770℃ ▲65℃Y70G 3 2 1 00 分解时间小 分解时间小 (,H,S0.质量浓度180gL ■55℃◆60℃ ▲65℃亨70℃ 3 24 0 分解时问h 图3硫酸质量浓度和温度对明胶质量浓度的影响.(a)H2S0,质量浓度150gL-1:(b)H2S0,质量浓度165gL-1:(c)H2S0,质量浓度 180gL-1 Fig.3 Effects of H2SO concentration and temperature on gelatin concentration:(a)H2SO concentration,150gL:(b)H2SO concentration, 165g*L:(e)H2SO concentration,180g-L- 时，温度越高，明胶的起始分解速率越大，经历相同的 lnC=lnC。-t或C=Coe" (2) 保温时间后，剩余明胶的质量浓度越小：随保温时间的 式中，C。为明胶活性组分在分解时间t=0时的质量浓 延长，明胶的分解速率逐渐减小 度，在此C。=4gL 2.3硫酸质量浓度和温度对明胶分解速率常数的 根据式(2)，由图4获得不同分解条件下明胶分 影响 解反应的速率常数k列于表1. 将图3中不同温度和硫酸质量浓度条件下，溶液 将表1中硫酸质量浓度分别为150、165和180g· 中剩余明胶的质量浓度的对数值lnC对明胶分解反应 L时明胶分解反应的速率常数lnk对l/T作图，如图 经历的时间1作图，见图4所示 5所示. 从图4可见，硫酸溶液中明胶质量浓度的对数值 从图5可见，lnk与1/T呈线性关系，符合Arrhe lC与分解反应经历的时间t呈线性关系，表明明胶在 nius公式2网： 硫酸溶液（或铜电解液）中的分解反应，符合一级反应 动力学规律2网： R行+ln4或k=Ae布 (3) dC/dt =-kC. (1) 式中：E为明胶分解反应的表观活化能，kJ·mol:T为 式中，C为明胶活性组分（相对分子质量大于3500）在 热力学温度，K:R为气体常数，J小·mol.K;A为指前 分解时间t时的质量浓度，gL1;k为明胶分解反应的 因子，h 速率常数，h:t为明胶分解反应经历的时间，h. 对照式(3)，可获得在不同质量浓度的疏酸溶液 对式(1)进行积分，得到 中，明胶分解反应速率常数k与温度的关系式以及明李 坚等: 铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响 图 3 硫酸质量浓度和温度对明胶质量浓度的影响． ( a) H2 SO4 质量浓度150 g·L － 1 ; ( b) H2 SO4 质量浓度165 g·L － 1 ; ( c) H2 SO4 质量浓度 180 g·L － 1 Fig． 3 Effects of H2 SO4 concentration and temperature on gelatin concentration: ( a) H2 SO4 concentration，150 g·L － 1 ; ( b) H2 SO4 concentration， 165 g·L － 1 ; ( c) H2 SO4 concentration，180 g·L － 1 时，温度越高，明胶的起始分解速率越大，经历相同的 保温时间后，剩余明胶的质量浓度越小; 随保温时间的 延长，明胶的分解速率逐渐减小． 2. 3 硫酸质量浓度和温度对明胶分解速率常数的 影响 将图 3 中不同温度和硫酸质量浓度条件下，溶液 中剩余明胶的质量浓度的对数值 lnC 对明胶分解反应 经历的时间 t 作图，见图 4 所示． 从图 4 可见，硫酸溶液中明胶质量浓度的对数值 lnC 与分解反应经历的时间 t 呈线性关系，表明明胶在 硫酸溶液( 或铜电解液) 中的分解反应，符合一级反应 动力学规律［28］: dC /dt = － kC． ( 1) 式中，C 为明胶活性组分( 相对分子质量大于 3500) 在 分解时间 t 时的质量浓度，g·L － 1 ; k 为明胶分解反应的 速率常数，h － 1 ; t 为明胶分解反应经历的时间，h． 对式( 1) 进行积分，得到 lnC = lnC0 － kt 或 C = C0 e － kt ． ( 2) 式中，C0为明胶活性组分在分解时间 t = 0 时的质量浓 度，在此 C0 = 4 g·L － 1 ． 根据式( 2) ，由图 4 获得不同分解条件下明胶分 解反应的速率常数 k 列于表 1． 将表 1 中硫酸质量浓度分别为 150、165 和 180 g· L － 1时明胶分解反应的速率常数 lnk 对 1 /T 作图，如图 5 所示． 从图 5 可见，lnk 与 1 /T 呈线性关系，符合 Arrhe￾nius 公式［28］: lnk = － E ＲT + lnA 或 k = Ae － E ＲT ． ( 3) 式中: E 为明胶分解反应的表观活化能，kJ·mol － 1 ; T 为 热力学温度，K; Ｒ 为气体常数，J·mol － 1·K － 1 ; A 为指前 因子，h － 1 ． 对照式( 3) ，可获得在不同质量浓度的硫酸溶液 中，明胶分解反应速率常数 k 与温度的关系式以及明 · 385 ·