分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程

1、分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程第1页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一丙酮碘化反应一、实验目的二、实验原理三、药品仪器四、实验步骤五、实验记录六、数据处理八、注意事项九、思考题七、结果分析与讨论第2页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一一、实验目的 1.利用分光光度计测定酸催化时丙酮碘化反应的速率常数； 2.学习用孤立法测定丙酮碘化反应的反应级数； 3.测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能； 4.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。 。第3页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一实验原理 酸催化的丙

2、酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为： 该反应能不断产地生H+，它反过又起催化作用，故是一个自动催化反应。其速率方程可表示为：反应速率： 式中：cE、cA、cI2、cH+-碘化丙酮、丙酮、碘及盐酸的浓度(mol/L)； K-速率常数； p、q、r-丙酮、碘和氢离子的反应级数。第4页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 因为碘溶液在可见光区有一个比较宽的吸收带，而丙酮和盐酸在该吸收带中对光基本上没有吸收，所以可通过测定反应液各个时刻的消光值来获得各个时刻的 。根据朗白比耳(Lambert-Beer)定律：第5页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一作关系图通过其

3、斜率m可求得反应速率。即由（4）式可知：第6页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一当丙酮初始浓度不同，而碘、氢离子初始浓度分别相同时，即： 为了确定反应级数p、q、r，每个至少需进行两次实验，用脚注数字分别表示各次实验。则有：第7页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一同理，当丙酮、碘的初始浓度分别相同，而酸的浓度不同时，即：则有：同理，当丙酮、氢离子的初始浓度分别相同，而碘的浓度不同时，即：则有：第8页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 由两个温度的反应速度常数k1与k2,从阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。第9页，共30页，2022年，5

4、月20日，9点45分，星期一药品仪器仪器：. 721分光光度计； . 超级恒温槽； . 移液管、吸耳球、容量瓶等；药品：.0.02mol/L 碘溶液 .4.0mol/ 丙酮 .1mol/L 盐酸；第10页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一实验步骤开启超级恒温槽预热分光光度计调节恒温温度t 测定1-4号反应液的T值配制碘、丙酮、盐酸及反应液溴水及5号瓶再调节恒温温度(t+5) 碘溶液及1-4号瓶设定波长测定碘溶液的T值设定时间测定碘溶液的T值测定1-4号反应液的T值第11页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 依次打开“电源”开关，“电动泵”开关和“加热”开

5、关。第12页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一调节接触温度计的胶木帽，使恒温温度t为“原始水温+5”，保持恒温状态。在以上温度的基础上，再增加5恒温。（以玻璃温度计上的温度为准）第13页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 打开分光光度计的开关 仪器预热30分钟后即可测试。用蒸馏水调零： 比色皿中装入蒸馏水，调零。配制0.001molL-1碘溶液。测两次T，求其平均值，求al值。第14页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一按下表配制各种溶液，并预热30min：瓶子瓶子标示0.01mol/L碘溶液1mol/L盐酸2.0mol/L丙酮蒸馏水5

6、0ml棕色容量瓶110ml5ml无20ml50ml棕色容量瓶210ml5ml无25ml50ml棕色容量瓶310ml10ml无15ml50ml棕色容量瓶45ml5ml无25ml100ml具塞三角瓶丙酮无无80ml无100ml具塞三角瓶蒸馏水无无无80ml第15页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一容量瓶编号12342.0mol/L丙酮溶液10ml5ml10ml10ml按下表加入丙酮的量 恒温好后，取10ml丙酮加入到1号瓶中，当加到一半时开始计时，待丙酮全部加入后，加蒸馏水至容量瓶刻度，摇匀。 混合后的溶液倒入比色皿中，并进行测定。每隔2min测定透光率一次，直到取得1012个

7、数据为止。第16页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一其他样品测定同上。实验完成后，清洗复原。第17页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一实验数据记录 实验日期： ； 超级恒温器的恒温温度： ； 超级恒温器的恒温温度： +5。第18页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一数据处理1.计算 ；2.作 关系图； 3.确定直线斜率 值；4.确定反应级数p、q、r的值；5.写出丙酮碘化反应速率方程；6.计算反应活化能；7.文献值。第19页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一计算 的平均值：两个温度分别计算第20页，共30页，2022

8、年，5月20日，9点45分，星期一0 t (min)lgTt关系 图 lgT1号瓶3号瓶2号瓶4号瓶第21页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 斜率其中第22页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 反应级数的确定：计算反应速度常数k值（令p=r=1,q=0）第23页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一 根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。第24页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一文献值：.p=1、q=0、r=1.活化能Ea=48kJ/mol.反应速率常数t/ 0252735103K/(Lmol-1min-1)0.691

9、.722.165.28第25页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一实验结果与讨论结果：实测值为Ea=计算实验偏差：分析产生偏差的原因：有何建议与想法？第26页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一注意事项： 1. 反应液混合后应迅速进行测定； 2.计算时要用到初始浓度，因此实验中所用的浓度一定要配准； 3. 温度对实验结果影响很大，应把反应温度准确控制在实验温度的0.1范围之内。第27页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一思考题 1.丙酮碘化反应中，H+为催化剂。能否把反应速率方程中的CH+r项并入速率常数项中，为什么？ 2.实验中若开始计时晚了，对实验结果有无影响？为什么？ 3.若盛蒸馏水的比色皿没有洗干净，对测定结果有什么影响？第28页，共30页，2022年，5月20日，9点45分，星期一4.配制和选取各反应物的初始浓度，应考虑哪些情况？5.影响本实验结果精确度的主要因素有哪些？6.若本实