-丙酮碘化反应速率方程的测定

丙酮碘化反应速率方程的测定广西师范大学化学化工学院掌握用孤立法确定反应级数的原理和方法；测定酸催化作用下丙酮碘化反应的反应级数、速率常数及活化能；初步认识复杂反应机理，了解复杂反应的表观速率常数的求算方法；进一步掌握分光光度计的使用方法。实验目的实验原理1.丙酮碘化反应的速率方程酸性溶液中丙酮碘化反应:＋－－＋＋＝＋＋HI2ICOCHCHICOCHCH23H333丙酮碘化反应的速率方程表示为：HIAIAcckcdtdcdtdcr22指数、、分别代表反应对丙酮、碘和H＋的反应级数，k为反应总的速率常数。实验表明，该反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关，而与丙酮及氢离子的浓度有关。2.光度法测丙酮碘化反应速率显然，只要能测定反应过程中某一物质各时刻的浓度，就可以求反应速率。由于碘在可见光区有一个吸收带，而在这个吸收区域中酸和丙酮没有明显的吸收，故可采用分光光度计来测定反应过程中碘浓度随时间的变化。根据朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律2lgILCT式中，为透光率，为比色槽的光径长度，为摩尔吸收系数。LT2lgILCT以式对反应时间t求导，则LtCLtTIdddlgd2式中可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率测出L作关系图，得到一条直线，由直线斜率结合测定出来的值，可以求得反应体系的反应速率tT~lgL3.孤立法测各物质的反应级数要测定复杂反应中某种物质的反应级数，至少需要进行两次实验，两次实验中，其他物质的初始浓度保持相同只改变该物质的初始浓度进行动力学实验，将会得到该物质在反应条件下的反应级数，这种测定方法称为孤立法。例如：若要求丙酮的级数，需进行两次实验HIACCkC2122()AIHknCCCnlg)/lg(12则同理可以求出、。4.反应速率常数与活化能的测定反应级数确定后，代入前面的公式即可求得反应的速率常数k。注意：总速率常数应为这些测定体系速率常数k的平均值。由两个或两个以上温度的速率常数，就可以根据阿累尼乌斯(Arrhenius)关系式估算反应的活化能。2112ln11()lnaEkkRTT仪器试剂仪器：721型分光光度计一套50ml容量瓶各5个5ml移液管3支试剂：0.0200mol∙dm-3I¯3溶液2.5000mol∙dm-3丙酮溶液1.000mol∙dm-3盐酸溶液。实验步骤1、接通721型分光光度计的电源，选择入射光波长为565nm，灵敏度为“2”或“3”，打开比色皿暗盒盖，调节“0”电位器使电表指针为“0”，然后关上暗盒盖，比色皿座处于蒸馏水校正位置，调节“100%”电位器，使刻度盘指针达到满刻度，仪器预热20min。2、将I2标准溶液稀释成浓度为0.0010M的溶液，测定它的透光率，测三次，取平均值。3、按照给定的体积，分别移取各标准溶液于50ml容量瓶中，当最后一种物质加入体系的体积为应加入体积的1/2时，开始开动停表记时，迅速用蒸馏水定容至刻度，混合均匀后用721型分光光度计测定不同时刻各动力学体系的透光率，体系1、2每1min/次，3、4每0.5min/次，直至体系透光率示数为95%时结束实验。注意事项分光光度计要预热15min后才能进行测定。仪器处于工作状态时，不能打开样品箱盖。注意用蒸馏水为参比，调节仪器的“0”和“100%”透光率。反应混合顺序为：先加盐酸、丙酮，在容量瓶中，预留出一定体积的空间后，先加一定量的蒸馏水，平摇混匀后，再加入碘。因只测定反应开始一段时间的透光率，故反应液混合前应恒温，混合后应立即转入比色皿中进行测定。配制样品要准确。数据记录和处理按实验讲义上的格式记录和处理。思考题动力学实验中，正确计量时间是实验的关键。本实验中从反应开始到起算反应时间，中间有一段不算很短的操作时间。这对实验有无影响？为什么？影响本实验结果的主要因素是什么?实验中，我们已经用蒸馏水进行“0”和“100%”透光率的调节，但是在样品测定过程中，出现了透光率超过“100%”的现象，出现这些现象的原因是什么？比色皿不干净，盛水的比色皿的透明度比盛测定液的差；若两个比色皿均清洗干净则是两个比色皿不配套，两者的材料的透明度不同。