实验27丙酮碘化反应动力学VIP免费

实验27丙酮碘化反应动力学一、目的①用改变初始浓度法測定丙酮碘化反应的级数。②用分光光度法测定丙酮碘化反应的速率常数及活化能。③进一步掌握分光光度计的使用方法。二、基本原理酸催化的丙鲖碘化反应是一个复杂反应，初始阶段反应为(Ⅱ,140)该反应能不断产生H+，它反过来又起催化作用,故是一个自动催化反应。其速率方程可表示为(Ⅱ,141)式中、、、、反应速率、碘化丙酮、丙酮、供及盐酸的浓度(mol·L-1)k----速率常数；p、q、r----丙酮、碘和氢离子的反应级数。反应速率、速率常数以及反应级数均可由实验测定。实验证实在本实验条件(酸的浓度较低）下,丙酮碘化反应对碘是零级反应，即q为零。在丙酮和酸大大过量的情况下，可用少量的碘来控制反应进度。这样，当碘完全消耗前，丙酮和酸的浓度基本保持不变。由于反应速率与碘的浓度无关(除非在很高的酸度下〉，因而直到全部碘消耗完以前，反应速率为一常数。若以表示丙酮和酸的初始浓度,则有(Ⅱ,142)由式（II，142）可见,若能测得反应进程中不同时刻t时碘的浓度以对I作图应为一直线，直线的斜率就是反应速率。由于反应并不停留在一元碘化丙酮上,还会继续反应下去,故采用初始速率法,测量开始一段的反应速率。为了确定反应级数p,至少需进行两次实验，用脚注数字分别表示各次实验。当丙酮初始浓度不同，而碘离子、氢离子初始浓度分别相同时，即则有(Ⅱ,143)同理，当丙酮、碘的初始浓度分别相同,而酸的浓度不同时，即可得出（Ⅱ.144)又,则有（Ⅱ.145)因此，如能测出各次实验的反应速率，在在u、w、x为已知的情况下，就可由以上（II143）~（II145）确定反应级数p、r、q。反应体系中除碘以外，其余各物质在可见光区均无明显吸收，因此可用分光光度法直接观察碘浓度的变化。碘的最大吸收波长虽然在紫外区，但在可见光区仍有较强的吸收。光度测定可由72型(或721型）分光光度计完成。由比尔定律知，对于指定波长的入射光，入射光强出射光强以及碘浓度间有以下关系式（Ⅱ.145)式中-样品池的光径长度；取10为底的对数时的吸收速率。可由测定已知浓度碘液的透光率求的。由式（Ⅱ.142)、（Ⅱ.146)可得（Ⅱ.147)式中、——时间、时体系的透光率；可由测定反应体系在不同时刻的透光率,以对作图所得直线的斜率求得，如以m表示此斜率则（Ⅱ.148)故式（Ⅱ.143)（Ⅱ.144）（Ⅱ.145）可化为（Ⅱ.149)（Ⅱ.150)（Ⅱ.151)由式（Ⅱ.142)（Ⅱ.147)可得即或（Ⅱ.152)如果能测得两个温度下的反应速率与，据阿伦尼乌斯方程可以估算反应的活化能（Ⅱ.153)对于复杂反应，当知道反应速率方程的具体形式后，就有可能对反应机理做出某些推测。三、仪器与试剂带恒温装置的72型分光光度计1台，超级恒温槽1台,停表1块,容量瓶（50mL）7个,移液管（5、10mL）各3支。0.01mol·L-1标准碘溶液(含质量分数为2%KI),1mol·L-1标准HCl溶液，2mol·L-1标准丙酮溶液(此三种溶液均用A.R试剂配制，均需准确标定〉。四、搡作步骤①将分光光度计波长调到500nm处,然后将恒温用的恒温夹套接恒温槽输出的恒温水〈恒温夹套见图II-75〉，并放人暗箱中。把恒温槽调到25℃。②将装有蒸馏水的比色皿〈光径长为2.0cm〉放到恒温夹套内,将光路闸门放在“黑”点处，将微电计电源开关旋到“开”处,调节零位调节器,将光点准确调到透光率标尺的零点，然后闹门放在“红”点处,调节光量调节器,使微电计光点处于透光率“100”的位置上。反复调整“0”点和“100”点。③求值。在50ml吐容量瓶中配制0.001mol·L-1碘溶液。用少量的碘溶液洗比色皿2次,再注入0.001mol·L-1碘溶液，测其透光率更换碘溶液再重复測定二次，取其平均值，求值。④丙酮碘化反应的速率常数的测定。用移液管分别吸取0.01mol·L-1标准碘溶液10、10、10、5ml，注人已编号(1〜4号)的4只干净的50ml容量瓶中，另取一支移液管分别向1~4号容量瓶内加入1mol·L-1标准HCl溶液5、5、10、5ml（注意依瓶号顺序），再分别注人适量的蒸馏水，盖上瓶盖，置于恒温槽中恒温。再取50ml干净的容量瓶，取少量2mol·L-1标准丙酮溶液清洗2次，然后注入约50ml标准丙酮溶液，置于恒温槽中恒温。再取50ml干净的容量瓶，装满蒸馏水，置于恒温槽中恒温。待达到...