丙酮碘化实验报告.doc

实验二十二 丙酮碘化 【实验目的】 测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能。 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。 【实验原理】 一般认为按照两步进行： 第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，可逆反应（速控步骤） 第二步是烯醇碘化反应，它是一个快速的且能进行到底的反应。 由此，丙酮的烯醇化反应的速率取决于丙酮及氢离子的浓度，如果以碘化丙酮浓度的增加来表示丙酮碘化反应的速率，则此反应的动力学方程式可表示为: 式中，CE为碘化丙酮的浓度;CH+为氢离子的浓度;CA为丙酮的浓度;k表示丙酮碘化反应总的速率常数。由第二步反应可知，则本实验利用分光光度计时刻监测丙酮碘化反应过程中碘的浓度，从而求出反应的速率常数。若在反应过程中，丙酮的浓度远大于碘的浓度且催化剂酸的浓度也足够大时，则可把丙酮和酸的浓度看作不变，则可得： 按照朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律：透光率可表示为: 透光率与碘的浓度之间的关系可表示为: ??? 综上两式可得：??????? 由lgT对t作图可得一直线，直线的斜率为kεlCACH+。式中εl可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率，由(7)式求得，当CA与CH+浓度已知时，只要测出不同时刻丙酮、酸、碘的混合液对指定波长的透光率，就可以利用上式求出反应的总速率常数k。 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。 ? 【仪器试剂】 分光光度计1套;容量瓶(50mL)3只;超级恒温槽1套;带有恒温夹层的比色皿1个;移液管(10mL)3只. 碘溶液(=0.01979mol·dm-3);标准盐酸溶液(1.869mol·dm-3);丙酮溶液(1.9994mol·dm-3)。 【实验步骤】 打开恒温槽设定温度为30±0.1℃。 按照下表配置溶液（4只50 mL容量瓶） 容量瓶编号 1 2 3 4 添加试剂 50mL蒸馏水 5 mL 溶液 10 mL 溶液 少量水 蒸馏水定容至 5 mL HCl溶液 5 mL丙酮溶液 50mL 将上述配置好的溶液放至恒温槽中恒温备用。 打开分光光度仪自检预热，自检完毕即可使用。 定波长：仪器控制面板上按菜单键，选择1、光度计模式，在仪器面板上按波长设定，仪器自动调整透光率100%。 定蒸馏水透光率为100%，放好装上恒温30℃蒸馏水比色皿，在仪器面板上按调零/满刻度键，仪器自动调整出透光率100%。 测30℃时碘溶液透光率； 测30℃时反应液的透光率变化，每2min记一次数据，直至反应结束。 恒温槽升温至35℃，在此温度下测碘的透光率；再测35℃时反应液的透光率变化，每1min记一次数据。 实验完毕，清洗容量瓶、比色皿，关闭仪器。 【注意事项】 1、温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温。 2、实验所需溶液均要准确配制。 3、混合反应溶液时要在恒温槽中进行，操作必须迅速准确。 4、比色皿位置不得变化。 5、手执比色皿粗糙面。 6、添加溶液至比色皿后，注意用擦镜纸将滑面擦干净。 【数据处理】 所测实验数据列表 30．0℃实验数据表 35．0℃实验数据表 时间/min 透光率T（%） lgT 0 透光率T（%） lgT 0 49.5 -0.3054 1 51.6 -0.2874 2 50.9 -0.2933 2 52.5 -0.2798 4 52.5 -0.2798 3 53.5 -0.2716 6 54.4 -0.2644 4 54.8 -0.2612 8 56.5 -0.2480 5 56.2 -0.2503 10 58.7 -0.2314 6 57.9 -0.2373 12 61.0 -0.2147 7 60.0 -0.2218 14 63.4 -0.1979 8 61.9 -0.2083 16 65.8 -0.1818 9 63.9 -0.1945 18 68.5 -0.1643 10 65.8 -0.1818 20 71.2 -0.1475 11 68.2 -0.1662 22 74.0 -0.1308 12 70.5 -0.1518 24 77.0 -0.1135 13 72.9 -0.1373 26 80.1 -0.0964 14 75.3 -0.1232 28 83.2 -0.0799 15