实验十一丙酮碘化反应级数的测定

1 实验十一丙酮碘化反应级数的测定 一、 目 的要求 1. 掌握用孤立法确定反应级数的方法。 2. 测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数。 3. 通过本实验加深对复杂反应特征的理解。 4. 掌握7200 型分光光度计的基本原理及使用方法。 二、 实 验原理 大多数化学反应是复杂反应，其中包含了许多个基元反应，反应级数是根据实验的结果而确定的，并不能从化学计量方程式简单的利用质量作用定律推得。反应级数的确定是很重要的，它不仅告诉我们浓度是怎样影响反应速度，从而通过调整浓度来控制反应速度，而且可以帮助我们推测反应机理，了解反应真实过程。 确定反应级数的方法通常有孤立法（微分法）、半簑期法、积分法，其中孤立法是动力学研究中的常用方法。本实验用孤立法确定丙酮碘化反应级数，从而确定丙酮碘化反应速率方程。 酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂反应，初始阶段反应为： 33232HCH COCHICH COCH IIH     H+是反应的催化剂，因丙酮碘化反应本身有H+生成，所以，这是一个自催化反应。设反应动力学方程为： 22IxyzAIHdckc ccdt （ 1） 式中：x,y,z 分别代表丙酮（A）、氢离子、和碘的反应级数，k 为速率系数。将上式两边取对数得： 22lglglglglgIAIHdckxcyczcdt (2) 从上式可以看出，反应级数, ,x y z 分别是2lgIdcdt对 lgAc 、 lgHc 、2lgIc 的偏微分，如果用图解法，我们可以这样处理：在三种物质中，固定两种物质的浓度，配制出第三种物质浓度不同的一系列溶液，以2lgIdcdt对该组分浓度的对数作图，所得斜率即为该物质在此反应中的反应级数。 2 因碘在可见光区有一个很宽的吸收带。而在此吸收带中盐酸、丙酮、碘化丙酮和氯化钾溶液则没有明显的吸收，所以可采用分光光度法直接观察碘浓度随时间的变化关系。 根据朗伯比尔定律： 201lglgIIAabcTI 从而有： 2IAabc (3) 式中：A 为吸光度，T 为透光率，I 和 I0 分别为某一波长的光线通过待测溶液和空白溶液的光强度，a 为吸光系数，b 为样品池光径长度。测出反应体系不同时刻的吸光度，作A-t 图，其斜率为： 2IdcdAabdtdt 或 21IdcdAdtab dt  (4) 如已知a 和 b (b=1cm)，即可算出反应速率。 若2AIHccc（本实验浓度范围：丙酮浓度为0.1～ 0.4mol.dm-3,氢离子浓度为0.1～ 0.4mol.dm-3,碘的浓...