丙酮碘化反应速率常数的测定(最新讲义)

1、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CH3COCH3nH+I2=CH3COCH2I(n+1)H+I- (a)在实验条件下，丙酮碘化反应将按(a)的方式进行，其速率方程为：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。因为实验中c(丙酮)，可认为c(丙酮)和为定值，故v =d/dt=k= 常数 (c)积分(c)式可得 = k (d)在反应(a)的

2、混合溶液中，只有碘在可见光范围内产生光吸收，按朗伯-比尔定律：= lg(1/T )=lgT (e)解出： =A/(al )=lgT /(al ) (f)根据式(f)，测定了已知浓度的标准碘溶液的吸光度A即可求得(al )。将(f)代入(d)式整理后得：lgT=k(al)Bal (g)可见以lgT对t作图为直线，斜率：m = k(al) (h)比较(c)、(h)式得：v =k = m/(al ) (i)2、反应分级数p、q、r的确定(孤立法)(1) p的确定由1、2号试液由上述关系求得v1、v2后：v1/v2= k/ k=2p（其中c(丙酮,1)= 2c(丙酮,2)；c(H+,1)= c(H+,

3、2)；c (I2,1)= c (I2,2) ）上式两边取对数可得：p =lg(v1/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14号试液的v、c(丙酮)、等数据，即可求出速率常数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、5 mL和10 mL移液管各三支、50 mL容量瓶5个。2、主要试剂：0.01 mol/L标准碘溶液，1.0 mol/L H

4、Cl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（0. mol/L）稀释10倍，以蒸馏水作参比，选择500 nm为测定波长，测定（al）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。4、配制1号样品溶液，测定其不同时间的吸光度。其具体方法是：用不同的移液管分别移取0.01 molL-1标准碘溶液10 mL、1 molL-1标准HCl溶液5 mL于1号瓶中，再移取2

5、 molL-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1012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吸光度。若测定中吸光度变化较大，则可改为每隔1分钟或更短的时间测一次，记下相应的时间和数据。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/mLc(丙酮)

6、/mol.L-1c(HCl)/mol.L-1/mol.L-111051025210553031010102045510301、溶液配置表：2、求alc(I2)/mol.L-1吸光度A平均值al3、混合溶液时间-吸光度实验开始温度： 实验结束温度： 编号项目数据1时间/min吸光度AlgT2时间/min吸光度AlgT3时间/min吸光度AlgT4时间/min吸光度AlgT4、根据实验数据结合实验原理通过以lgT对t作图（或一元线性回归法）求出斜率m，由此得到反应级数和反应速率常数k值 由(i)式计算反应速率v； 确定反应级数p、r、q； 计算速率常数k：将上述p、r、q值代入v =k，并将四组溶液的v值和相应反应物浓度代入，可算出四组速率常数k，取平均值。 六、注意事项1由于分光光度计使用过程中会发热，比色皿座舱温度会明显升高，为保证实验温度确为室温，测定溶液吸光度时，每次测定后，要立即将分光光度计的盖板打开。2测定反应混合液不同时间的吸光度时，时间和吸光度读数必须同步。为此，可在操作时打5秒的提前量。七、思考题1本实验中，将丙酮溶