丙酮碘化反应动力学VIP免费

物理化学实验丙酮碘化反应动力学C2022010-03-29T=286.15KP=85.02kPa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案，包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：实验测定表明，反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。反应式中包含产物，故本反应是自催化反应，其动力学方程式为：-dCA/dt=-dCI2/dt=kCAαCH+βCI2γ式中C为各物质浓度（mol/L）,k为反应速率常数或反应比速，指数为反应级数n。丙酮碘化反应的反应机理可分为两步：第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，第二部是烯醇碘化反应，它是一个快速的且能进行到底的反应。用稳态近似法处理，可以推导证明，当k2CH+>>k3CI2时，反应机理与实验证明的反应级数相符。丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级，级碘的浓度对反应速率没有影响，原来的速率方程可写成-dCI2/dt=kCAαCH+β为了测定α和r，在CA>>CI2、CH+>>CI2及反应进程不大的条件下进行实验，则反应过程中，CA和CH+可近似视为常数，积分上式的：CI2=-kCAαCH+βt+A’CI2以对t作图应为直线。与直线的斜率可求得反应速率常数k及反应级数n。在某一指定的温度下，进行两次实验，固定氢离子的浓度不变，改变丙酮的浓度，使其为CA2=mCA1，根据-dCI2/dt=kCAαCH+β得：nB=(lg(ri/rj))/lgm若测得两次反应的反应速率，即求得反应级数p。用同样的方法，改变氢离子的浓度，固定丙酮的浓度不变，也可以得到对氢离子的反应级数r。若已经证明：p=r=1，q=0，反应速率方程可写为：-dCI2/dt=kCACH+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下，反应过程的氢离子可视为不变，因此，反应表现为准一级反应或假一级反应：-dCI2/dt=k'CA式中k'=kCH+，k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。设丙酮及碘的初始浓度为CA0、CI20.侧有：CA=CI20-（CI20-CI2）由数学推导最终可得：CI2=-CA0k't+CA0C'+CI20若在不同的时刻t，测得一系列CI2，将其对t作图，得一直线,斜率为-CA0k'，即可求得k'的值。在不同的氢离子浓度下，k’值不同。分光光度法，在550nm跟踪I2随时间变化率来确定反应速率。三、仪器及药品721分光光度计1套丙酮标准液(2.000mol*L-1)秒表1块HCl标准液(1.000mol*L-1)碘瓶（50ml）6个I2标准液(0.01mol*L-1)刻度移液管（20ml）5支四、实验步骤1.仪器准备：实验前先打开光度计预热。2.标准曲线法测定摩尔吸光系数。（每组配一种浓度，共5个浓度，在一台仪器上测出吸光度，数据共享）13.丙酮碘化过程中吸光度的测定：迅速混合，每隔1分钟记录光度计读数，记录至少15分钟。记住先加丙酮、碘，最后加盐酸！注意事项：比色皿的拿法和清洗；测量碘溶液标准曲线由低到高；移液管的使用：不要吹掉最后一滴；标准曲线法测定摩尔吸光系数，（每组配一种浓度，共5个浓度，在一台仪器上测出吸光度，数据共享）；锥形瓶上的体积是粗刻度，要以移液管所取的体积为准；溶液数目多，制备溶液时防止加错体积。五、实验数据处理摩尔吸光系数的测定丙酮碘化过程中吸光度的测定碘瓶编号1234H2O/ml25252030HCl溶液/ml5101010丙酮溶液/ml105105碘溶液/ml1010105C(HCl)/mol*L-10.10000.20000.20000.2000C(丙酮)/mol*L-10.40000.20000.40000.2000C(I2)/mol*L-10.00200.00200.00200.0010A(反应开始后测定一次/分)00.5650.5430.5130.26910.560.5320.5030.26720.5540.5280.490.25230.5480.5230.480.25640.5410.5180.4680.24950.5320.5110.4540.2460.5230.5030.440.23470.5130.4930.4250.22780.5040.4870.410.2290.4970.4780.3950.21100.490.4730.3810.202110.4830.4660.3650.194120.4750.4580.3490.187130.4670.450.3320.178140.4570.4430.3140.1692V(ml)/25mlC(I2)/mol*L-1A20.00080.25440.00160.46450.0020.57160.00240.66880.00320.8391.做标准曲线，求出碘溶液摩尔吸光系数。A=εbcb=3cmε=A/bc=81.63L*mol-1*cm-12.利用丙酮碘化过程中吸光度的测定数据，以A对时间作图，求得四条直线，由各直线斜率分别计算反应速率r1，r2，r3，r4，由公式计算r=-(dA/dt)/εb计算得：ε=A/bc=81.63L*mol-1*cm-1r1=3.22...