丙酮碘化反应速率常数的测定(必威体育精装版讲义).doc

丙酮碘化反应速率常数的测定 一、目的及要求 1、掌握孤立法确定反应级数的原理和方法。 2、测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率方程和速率常数。 3、通过本实验加深对复杂反应特征的理解。 4、进一步掌握分光光度计的原理和使用方法。 二、实验原理 1、反应速率的测定 CH3COCH3＋H+＋I2=CH3COCH2I＋H++I- (a) 在条件下，丙酮碘化反应将按(a)的方式进行速率方程为： v=－[d/dt]=k· (b) 在酸的浓度较低的条件下，实验证明q=0，即反应(a)的速率与无关。 因为c(丙酮)?，?，可认为c(丙酮)和为定值，v =－[d/dt]=k·= 常数 c) 积分(c)式可得= －k· (d) 在反应(a)的混合溶液中，只有碘在可见光范围内产生光吸收，朗伯-比尔定律= lg(1/T )=－lgT (e) 解出：=A/(a·l )=－lgT /a·l ) (f) 根据式(f)，测定了已知浓度的标准碘溶液的即可求得a·l )。 将(f)代入(d)式整理后得：lgT=k·(a·l)·－B·a·l (g) 可见以lgT对t作图为直线，斜率：= k·(a·l) · (h) 比较(c)、(h)式得：v =k· = m/(a·l ) (i) 2、反应分级p、q、r的确定(孤立法) (1)p的确定 由1、2号试液由上述求得v1、v2后：v1/v2= [k·]/ [k·]=2p （其中c(丙酮,1)= 2c(丙酮,2)；c(H+,1)= c(H+,2)；c (I2,1)= c (I2,2)上式两边取对数可得：p =[lg(1/v2)]/lg2 (2) r的确定 由1、3号试液同理可得：r =[lg(v3/v1)]/lg2 (3) q的确定 由1、4号试液同理可得：q =[lg(v1/v4)]/lg2直接求得的p、q、r取整为最接近的整数。 3、速率常数的求算 由上述方法确定丙酮一碘代反应速率方程v = k·后，分别代入1—4号试液的v、c(丙酮)、数据求出速率常数k，取平均值三、实验仪器和试剂 1、主要仪器分光光度计、秒表、移液管、容量瓶2、主要试剂0.01 mol/L标准碘溶液，mol/L HCl溶液，2 mol/L丙酮溶液。 四、实验步骤 1由于分光度计无恒温水夹套，本实验在室温下进行，注意记录开始测定和测定最后一个样品时的室温，取二者平均值为实验温度。 2预热分光光度计20分钟以上，反复调节分光光度计零点和透光100，直至达到要求3、将标准碘溶液mol/L）稀释10倍，以蒸馏水作参比，选择500 nm为测 定波长，测定a·l）值必须重复测定三次，每次均需要换标准碘溶液，取三次测定的平均值。 41号样品溶液，测定其不同时间的。·L-1标准碘溶液10 mL、1 mol·L-1标准HCl溶液5 mL于1号瓶中，再移取2 mol·L-1标准丙酮溶液10 mL迅速加入1号瓶，当丙酮溶液加到一半时开始计时，然后用蒸馏水将此混合液定容至刻度，摇匀。用此混合液将比色皿清洗干净，将此溶液装入比色皿（计时后的整个操作过程应迅速进行），以蒸馏水作参比，测定不同时间的吸光度。自第一次读数并记下时间和数据后，每隔2分钟测一次，直到取得10～12个数据为止。 5、按照4同样方法，分别测定24号样品溶液不同时间的。6、实验完毕后，洗净实验过程中使用的仪器。 五、数据记录和处理 编号 标准碘溶液/mL 标准HCl/mL 标准丙酮溶液/mL 蒸馏水 /mL c(丙酮) /mol.L-1 c(HCl) /mol.L-1 /mol.L-1 1 10 5 10 25 2 10 5 5 30 3 10 10 10 20 4 5 5 10 30 1、溶液配置表： 2、求alc(I2)/mol.L-1 吸光度A 平均值 a·l 3、混合溶液时间-实验开始温度： ℃ 实验结束温度： ℃ 编号 项目 数据 1 时间/min lgT 2 时间/min lgT 3 时间/min lgT 4 时间/min lgT 4、根据实验数据结合实验原理通过求出斜率，得到反应级数和反应速率常数k值v =k·，并将四组溶液的v值和相应反应物浓度代入