《丙酮碘化反应的速率方程实验讲案及预试数据处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙酮碘化反应的速率方程实验讲案及预试数据处理（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1实验：丙酮碘化反应的速率方程实验：丙酮碘化反应的速率方程一、目的要求1.掌握用孤立法确定反应级数的方法 2.测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数 3.通过本实验加深对复杂反应特征的理解 4.掌握 7200 分光光度计的基本原理及使用方法二、基本原理反 应 式：33232CH COCHICH COCH IIH?速率方程：22Ixyz AIHdckc ccdt式中：x,y,z 分别代表丙酮（A） 、氢离子、和碘的反应级数。22lglglglglgI AIHdckxcyczcdt在三种物质中，固定两种物质的浓度，配制出第三种物质浓度不同的一系列溶液，以对该组分浓度的对数作图，所得斜率即为该物质在
2、此反应中的反应级数。2lgIdcdt碘在可见光区有一个很宽的吸收带。可用分光光度计测定浓度随时间的变化关系。根据朗 伯比尔定律：201lglgIIAabcTI2IAabc作 A-t 图，其斜率为：2IdcdAabdtdt21IdcdA dtab dt ?如已知和(b=1cm)，即可算出反应速率。ab若，发现 A-t 图为一条直线，说明反应速率与碘的浓度无关，z=0，同时， 2AIHccc?可认为反应过程中和保持不变，对速率方程积分得：AcHc或 212221xy IIAHcckc ctt122111xy AHAAkttab c c?11xy AHdAkdtab c c ?2三、实验步骤实验温度
3、：室温 27 1 调试分光光度计 2 测定吸光系数 配制 0.001mol.L-1 I2-H2O 溶液2222.547.5 0.0250mlml MIH OH OmlA 比色皿 测量容量瓶定容由公式：，计算，其中： 2IAabca1bcm3.反应溶液的配制及测定 丙酮浓度不同的反应溶液：2225525 2.000.0210min2.002.5 5.0507.5 10.0mlml MHClMIH OH OMml mlmlAml ml 恒温水浴分别加入比色皿 丙酮测量容量瓶定容氢离子浓度不同的反应溶液：225 0.022.002.002.5 5.0507.5 10.0ml MIH OMHClOMm
4、l mlmlAml ml 2分别加入25m l恒温水浴5m l比色皿 H10m i n丙酮测量容量瓶定容四、数据处理1.计算吸光系数由测定已知浓度碘溶液的吸光度值，计算吸光系数()。 2IaA bc测量次数123平均值吸光度 A0.2190.2180.2180.21832110.2183218.31 0.001IAaL molcmbc?2.根据测得反应溶液不同时刻的 A 值，画出 A-t 图 根据以下实验数据分别作出不同丙酮浓度的 A-t 图和不同氢离子浓度的 A-t 图。CH+=0.1M CI2=0.002MCA=0.1MCA=0.2MCA=0.3MCA=0.4Mt/sAt/sAt/sAt/
5、sA00.36700.35600.35100.339300.361200.349200.342200.3273600.356400.345400.333400.314900.351600.338600.324600.2971200.345800.332800.314800.2881500.341000.3251000.3041000.2751800.3341200.3181200.2941200.2592100.3291400.3121400.2851400.249A-ty4 = -0.0007x + 0.3392 R2 = 0.9975y3 = -0.0005x + 0.3517 R2 =
6、0.9995y2 = -0.0003x + 0.3564 R2 = 0.9975y1 = -0.0002x + 0.3668 R2 = 0.999500.10.20.30.4050100150200250 t/sACA=0.1M CI2=0.002MCH+=0.1MCH+=0.2MCH+=0.3MCH+=0.4Mt/sAt/sAt/sAt/sA00.39100.36600.35200.324300.384200.359200.342200.309600.378400.351400.331400.293900.371600.344600.32600.2761200.363800.336800.3
7、09800.2611500.3551000.3281000.2981000.2451800.3481200.3211200.2871200.2312100.3411400.3131400.2751400.2164A-ty1 = -0.0002x + 0.3917 R2 = 0.9988 y2 = -0.0004x + 0.3663 R2 = 0.9997y3 = -0.0005x + 0.3528 R2 = 0.9997 y4 = -0.0008x + 0.3238 R2 = 0.9995 00.10.20.30.40.5050100150200250 t/sA3.由 A-t 图求出下表有关数
8、值：CH+=0.20M CI2=0.002MCAlgCAdA/dt(-dCI2/dt)lg(-dCI2/dt)0.1-1-0.00029.162E-07-6.03802370.2-0.69897-0.00031.374E-06-5.86193250.3-0.52288-0.00052.29E-06-5.64008370.4-0.39794-0.00073.207E-06-5.4939557CA=0.20M CI2=0.002MCH+lgCH+dA/dt(-dCI2/dt)lg(-dCI2/dt)0.1-1-0.00029.162E-07-6.03802370.2-0.69897-0.00041
9、.832E-06-5.73699370.3-0.52288-0.00052.29E-06-5.64008370.4-0.39794-0.00083.665E-06-5.43596374.作，其斜率分别是丙酮、氢离子的反应22lglglglgII AHdcdcccdtdt和图级数 x，y。 从以下作出的两图可以得到：丙酮的反应级数是 0.90，氢离子的反应级数是 0.95。5lg(-dCI2/dt)-lgCAy = 0.9029x - 5.1672 R2 = 0.9645-6.1-6-5.9-5.8-5.7-5.6-5.5-5.4 -1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20lgCAlg(-d
10、CI2/dt)lg(-dCI2/dt)-lgCH+y = 0.9489x - 5.0913 R2 = 0.9779-6.1-6-5.9-5.8-5.7-5.6-5.5-5.4 -1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20lgCH+lg(-dCI2/dt)5.计算丙酮碘化反应速率常数根据公式： 计算不同浓度反应溶液的值，然后取的平均值作11xy AHdAkdtab c c ?ikik为丙酮碘化反应速率常数， k11ni ikknA(CM)CH+(M)ab(cm)dA/dtKi0.10.2218.31-0.00023.35736E-050.20.2218.31-0.00032.69875E-05
11、0.30.2218.31-0.00053.12269E-050.40.2218.31-0.00073.37452E-050.20.1218.31-0.00023.47576E-050.20.2218.31-0.00043.59833E-050.20.3218.31-0.00053.06002E-050.20.4218.31-0.00083.72522E-05平均值(K)3.30158E-056所以 27时丙酮碘化反应的数率常数为：53.30 1011L mols?6.计算丙酮碘化反应的活化能测出两个不同温度下的丙酮碘化反应速率常数，就可以根据阿仑尼乌斯公式估算反应12,k k的活化能 Ea值。
12、211211lnaEk kRTT五、讨论酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：（1）一般认为该反应是按以下两步进行：丙酮的烯醇化反应：（慢） （2）烯醇的碘化反应：（快） （3）反应(2)是丙酮的烯醇化反应，它是一个很慢的可逆反应；反应（3）是烯醇的碘化反应， 它是一个快速且趋于进行到底的反应。因此，丙酮碘化反应的总速率是由丙酮的烯醇化反 应（2）的速率决定，丙酮的烯醇化反应的速率取决于丙酮及氢离子的浓度。六、思考题1.本实验中，是将丙酮溶液加到盐酸和碘的混合液中，但没有立即计时，而是当混合物稀 释至 50mL，摇匀倒入恒温比色皿测透光率时才开始计时，这样做是否影响实验结果? 为什么
13、? 2.影响本实验结果的主要因素是什么?3.本实验中，丙酮碘化反应按几级反应处理，为什么？74.若想使反应按一级规律处理，在反应液配制时采用什么手段？写出实验方案。5.问题讨论选择测量波长的问题七、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.测量中随时用校正吸光度的零点8实验：丙酮碘化反应的速率方程实验：丙酮碘化反应的速率方程一、目的要求 见实验课本 二、基本原理反 应 式：33232CH COCHICH COCH IIH?速率方程： 22Ixyz AIHdckc ccdt式中：x,y,z
14、 分别代表丙酮（A） 、氢离子、和碘的反应级数22lglglglglgI AIHdckxcyczcdt碘在可见光区有一个很宽的吸收带，根据朗伯比尔定律：2IAabc21IdcdA dtabdt 如已知和(b=1cm)，即可算出反应速率。ab若，发现 A-t 图为一条直线，说明反应速率与碘的浓度无关，z=0， 2AIHccc?同时，可认为反应过程中和保持不变，对速率方程积分得：AcHc或 212221xy IIAHcckc ctt122111xy AHAAkttab c c?11xy AHdAkdtab c c ?三、实验步骤 1. 调试分光光度计 2.测定吸光系数 配制 0.001mol.L-
15、1 I2-H2O 溶液2222.547.5 0.0250mlml MIH OH OmlA 比色皿 测量容量瓶定容由公式：，计算，其中： 2IAabca1bcm3.反应溶液的配制及测定 丙酮浓度不同的反应溶液：92225525 2.000.0210min2.002.5 5.0507.5 10.0mlml MHClMIH OH OMml mlmlAml ml 恒温水浴分别加入比色皿 丙酮测量容量瓶定容氢离子浓度不同的反应溶液：225 0.022.002.002.5 5.0507.5 10.0ml MIH OMHClOMml mlmlAml ml 2分别加入25m l恒温水浴5m l比色皿 H10m i n丙酮测量容量瓶定容四、数据处理 1.计算吸光系数由测定已知浓度碘溶液的吸光度值，计算吸光系数()。 2IaA bc2. 根据测得反应溶液不同时刻的 A 值，画出 A-t 图5.3. 作，其斜率分别是丙酮、氢离子的
