丙酮碘化反应测定动力学常数 光度法

丙酮碘化反应测定动力学常数光度法

丙酮碘化反应测定动力学常数----光度法

一、实验目的：

1.测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数；2.通过本实验加深对复杂反应特征的理解；3.掌握光度计和反应-吸收样品池的使用方法。4.掌握721型分光光度计的使用和校正方法，实验数据的作图处理方法。

二、实验原理：

丙酮碘化的方程式为：CH3COCH3+I→CH3COCH2I+H﹢+I﹣该反应是以作为催化剂，同时反应自身会生成，所以此反应是一个自动催化反应，并且为一个复杂反应，分两步进行：CH3COCH3+H﹢→CH3COCH=CH2此反应是丙酮的烯醇化反应，反应可逆并进行的很慢，是一个速控步。CH3COH=CH2+I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣此反应是烯醇的碘化反应，反应快速并能进行到底。总反应的速率方程为：﹣dCI2/dt=kCACH﹢分别为碘，丙酮，酸的浓度；k为总反应速率常数。如果丙酮和酸相对于碘是过量的，则可认为在反应过程中丙酮和酸的浓度基本保持不变，同时，在酸的浓度不太大时，丙酮碘化反应对是个零级反应。对上式进行积分得：﹣CI2=kCACH﹢t+B因为碘在可见光区有宽的吸收带，而在此吸收带中，盐酸，丙酮，碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收，所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化。A=﹣kεLCACH﹢-B上式中的εL可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A带入式中求得。做A-t图，直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数K值。有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式估算反应的活化能Ea得值。ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2)三、实验仪器与试剂：

721型分光光度计1套;比色管(50mL)1只，（25mL）2只;超级恒温槽1套;带有恒温夹层的比色皿2个;移液管(5mL)2只，（10mL）1只;停表1块。碘溶液(含4%KI)(0.050mol·dm-3、0.0050mol·dm-3);标准盐酸溶液(2mol·dm-3);丙酮溶液(2mol·dm-3)。

四、实验步骤：

（一）准备工作1、开启恒温水浴，控制温度为25℃

721型分光光度计

2、洗净比色管、比色皿，并用镜头纸将比色皿擦干净。（二）测εL值：

调光度计波长为590mn,在恒温比色皿中分别注入0.005mol/L碘溶液和蒸馏水，用蒸馏水调吸光度零点，测吸光度（平行测量三次）。（三）反应液的配制：

分别移取5mL碘溶液（0.05mol/L）和5mL酸溶液（2.000mol/L）于25ml比色管中，加大约10ml水，再取10ml丙酮溶液（2.000mol/L）于50ml比色管中，加大约10ml水，在第三支比色管中注入25ml蒸馏水，三管同时放入恒温水浴中恒温10分钟。

（四）测量反应液吸光度

快速将恒温的碘、酸混合液倾入丙酮溶液中，迅速摇动，用恒温水洗涤盛碘酸之比色管，使反应液的总体积为50ml。将反应液迅速注入2cm比色皿中，每次用蒸馏水调吸光度零点后，测其吸光度值。25℃时，每1分钟测一次，；30

五、实验数据记录与处理：

1.计算εL的值：

Ai

A平

εL

0.421

0.427

εL=A/CI2=85.5

0.429

0.432

2.测斜率（T=303K）：

t/min1

2

3

4

5

6

A

0.310

0.304

0.285

0.276

0.255

0.241

t/min

7

8

9

10

11

12

A

0.228

0.214

0.200

0.187

0.163

0.143作图如下：

由以上方程y=0.3151-0.01413x；可知k=0.01413；依据式㏑（k2/k1）=Ea/R（1/T1-1/T2）；可计算得出Ea=116.254（KJ/mol）。

六、实验注意事项：

⑴温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温。

⑵实验所需溶液均要准确配制。

⑶混合反应溶液时要在恒温槽中进行，操作必须迅速准确。、实验证明：丙酮卤化时，无论实验中使用那种卤素元素，在某固定温度下，反应的速率常数相同，且反应活化能也相近。[4]每次用蒸馏水调吸光度零点后，方可测其吸光度值。

七、本次实验中的疑难问题分析：

1、本实验中按零级反应处理，因为丙酮和酸相对于碘是过量的，可认为在反应过程中丙酮和酸的