分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程

分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程第1页，课件共30页，创作于2023年2月丙酮碘化反应一、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，课件共30页，创作于2023年2月一、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，课件共30页，创作于2023年2月实验原理

酸催化的丙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，课件共30页，创作于2023年2月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，课件共30页，创作于2023年2月作关系图通过其斜率m可求得反应速率。即由（4）式可知：第6页，课件共30页，创作于2023年2月①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，课件共30页，创作于2023年2月②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：③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，课件共30页，创作于2023年2月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，课件共30页，创作于2023年2月药品仪器仪器：①.721分光光度计；

②.超级恒温槽；

③.移液管、吸耳球、容量瓶等；药品：①.0.02mol/L碘溶液

②.4.0mol/丙酮

③.1mol/L盐酸；第10页，课件共30页，创作于2023年2月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，课件共30页，创作于2023年2月

依次打开“电源”开关，“电动泵”开关和“加热”开关。第12页，课件共30页，创作于2023年2月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，课件共30页，创作于2023年2月

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0.001mol·L-1碘溶液。测两次T，求其平均值，求al值。第14页，课件共30页，创作于2023年2月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50ml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，课件共30页，创作于2023年2月容量瓶编号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10~12个数据为止。第16页，课件共30页，创作于2023年2月其他样品测定同上。实验完成后，清洗复原。第17页，课件共30页，创作于2023年2月实验数据记录

实验日期：

；①超级恒温器的恒温温度：

℃；②超级恒温器的恒温温度：

+5℃。第18页，课件共30页，创作于2023年2月数据处理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，课件共30页，创作于2023年2月计算的平均值：两个温度分别计算第20页，课件共30页，创作于2023年2月0t(min)lgT~t关系图lgT1号瓶3号瓶2号瓶4号瓶第21页，课件共30页，创作于2023年2月

斜率其中第22页，课件共30页，创作于2023年2月

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，课件共30页，创作于2023年2月

根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。第24页，课件共30页，创作于2023年2月文献值：⑴.p=1、q=0、r=1⑶.活化能Ea=48kJ/mol⑵.反应速率常数t/℃0252735103K/(L·mol-1·min-1)0.691.722.165.28第25页，课件共30页，创作于2023年2月实验结果与讨论⑴结果：实测值为Ea=⑵计算实验偏差：⑶分析产生偏差的原因：⑷有何建议与想法？第26页，课件共30页，创作于2023年2月注意事项：

1.反应液混合后应迅速进行测定；

2.计算Ｋ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，课件共30页，创作于2023年2月思考题

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，课件共30页，创作于2023年2月4.配制和选取各反应物的初始浓度，应考虑哪些情况？