丙酮碘化反应的速率方程实验报告.doc

实验五 丙酮碘化反应的速率方程 实验目的 掌握用孤立法确定反应级数的方法； 测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数； 通过本实验加深对复杂反应特征的理解。 实验原理 孤立法，即设计一系列溶液，其中只有某一种物质的浓度不同，而其他物质的浓度均相同，借此可以求得反应对该物质的级数。同样亦可得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。 丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为 设丙酮碘化反应速率方程式为： （1） 式中k为反应速率常数，指数x、y、z分别为丙酮，酸和碘的反应级数。将该式取对数后可得： （2） 在上述三种物质中，固定其中两种物质的浓度，配置第三种物质浓度不同的一系列溶液，则反应速率只是该物质浓度的函数。以lg(-dC碘/dt)对该组分浓度的对数作图，所得直线即为该物质在此反应中的反应级数。同理，可得其他两个物质的反应级数。 碘在可见光区有很宽的吸收带，可用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化 的关系。按照比尔定律可得： （3） 式中A为吸光度，T为透光率，I和I0分别为某一特定波长的光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，a为吸光系数，b为样品池光径长度，以A对时间t作图，斜率为ab(-dC碘/dt).测得a和b，可算出反应速率。 若C丙酮≈CHCl﹥﹥C碘 ，发现A对t作图后得一直线。显然只有在(-dC碘/dt)不随时间改变时才成立，意味着反应速率与碘的浓度无关，从而得知该反应对碘的级数为零。 当控制碘为变量时，反应过程中可认为丙酮和盐酸的浓度不变，又因为z为0，则由（2）积分可得： 将（3）代入后可得： 仪器与试剂 722分光光度计 1套 丙酮标准液 (2.mol·dm-3) 超级恒温槽 1套 HCl标准液 (1.9355mol·dm-3) 秒表 1块 I2标准液 (0.01 mol·dm-3) 容量瓶（25ml） 7个 刻度移液管（5 ml） 各3支 四． 实验步骤 1．打开分光光度计，将波长调至470nm处； 2．用蒸馏水作为参比溶液，反复将分光光度计调整0T、100T； 3．用分光光度计测量ab的数值以便于算出反应速率；即测0.001mol/l碘液的吸光度； 4．按表中各物质用量配置溶液，分别测其吸光度随时间的变化数值。 编号 1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃ 6＃ 7＃ V（HCl） 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 1.65 3.75 V（丙酮） 2.50 2.50 2.50 1.65 3.75 2.50 2.50 V（碘液） 5.00 2.50 4.00 2.50 2.50 2.50 2.50 加入一半碘液时开始按下秒表计时，1＃、3＃大约每隔1min记一组数据，其他组每隔30s记一组数据。记第一组数据的时间尽量控制在1min之内。 五．实验数据记录及处理 系列溶液的吸光度随时间t的变化：(测试波长为470nm) (T=21.5℃ P=1018.8hp) 编号 1＃ t/s 210 285 365 429 493 548 605 665 726 785 844 905 A 0.657 0.631 0.607 0.585 0.563 0.541 0.519 0.498 0.474 0.450 0.427 0.403 2＃ t/s 132 200 227 255 280 305 335 375 405 430 460 495 A 0.322 0.303 0.292 0.282 0.274 0.267 0.251 0.240 0.230 0.216 0.205 0.191 3＃ t/s 187 257 308 365 425 484 542 602 665 724 784 844 A 0.519 0.497 0.481 0.457 0.435 0.411 0.385 0.360 0.332 0.307 0.280 0.253 4＃ t/s 145 178 212 241 271 300 330 358 392 420 451 481 A 0.3