1、Department of Chemistry丙酮碘化反应一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论Department of Chemistry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.通过实验加深对复杂反应特征的理解。Department of Chemistry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：IHICOCHCHIC
2、OCHCHH23233 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：rHqIpAIAEccKcdtdcdtdcdtdcv22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。Department of Chemistry 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：)3(lg1lg20IalcIITD。；ca、，；a；
3、l、III为碘的浓度相同溶剂等条件相同时温度在波长为吸收系数为比色皿光径长度光强分别为入射光强和出射式中20:2Ic)1(dtdc-2I常数rHpAEckcdtdcv)2(2CtckcdccrHpAIEDepartment of Chemistry 本实验通过测定0.001mol/L已知浓度的碘溶液透光率值,测两次，然后取其平均值 ，求al值；即：)4(lg100lg2IcTal)5()(lgBtccalkTrHpA（3）式代入（2）式中整理得：TDepartment of Chemistry作tT lg关系图通过其斜率m可求得反应速率。即)6()(rHpAccalkm)7(almv 由（4）
4、式可知：（6）式与（1）式比较，则有Department of Chemistry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。12121222HHIIAAccccucc、则有：)8(lg)(lglg)(lg1111122212121222ummuvvppApAprHqIpArHqIpApuccuccKcccKcvvDepartment of Chemistry同理，当丙酮、碘的初始浓度分别相同，而酸的浓度不同时，即：14141422HHIIAAccxcccc、13131322HHIIAAwcccccc、
5、则有：)9(lg)(lglg)(lg1313wmmwvvr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：)10(lg)(lglg)(lg1414xmmxvvqDepartment of Chemistry122221lg303.2kkTTTTREa 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。Department of Chemistry药品仪器1.722分光光度计；2.超级恒温槽；3.接触温度计、玻璃温度计；4.移液管、吸耳球、容量瓶等；5.0.01mol/L碘溶液2.0mol/L丙酮1mol/L盐酸；6.等等。Department of Ch
6、emistry实验步骤开启超级开启超级恒温槽恒温槽预热分光预热分光光度计光度计调节恒温调节恒温温度温度t 测定测定1-4号反号反应液的应液的T值值配制碘、丙酮、盐配制碘、丙酮、盐酸及反应液酸及反应液溴水及5号瓶再调节恒温再调节恒温温度温度(t+5)碘溶液及1-4号瓶设定波长设定波长测定碘溶测定碘溶液的液的T值值设定时间设定时间测定碘溶测定碘溶液的液的T值值测定测定1-4号反号反应液的应液的T值值Department of Chemistry 依次打开“电源”开关，“电动泵”开关和“加热”开关。Department of Chemistry 调节接触温度计的胶木帽，使恒温温度t为“原始水温原始水
7、温+55”，保持恒温状态。在以上温度的基础上，再增加55恒温。（以玻璃温度计上的温度为准）Department of Chemistry 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。Department of Chemistry按下表配制各种溶液，并预热30min：瓶瓶子子瓶瓶子子标标示示0.01mol/0.01mol/L L碘碘溶液溶液1mol/L1mol/L盐盐酸酸2.0mol/L2.0mol/L丙丙酮酮蒸蒸馏馏水水50ml50ml棕色容量棕色容量瓶瓶1 110ml10ml5ml
8、5ml无无20ml20ml50ml50ml棕色容量棕色容量瓶瓶2 210ml10ml5ml5ml无无25ml25ml50ml50ml棕色容量棕色容量瓶瓶3 310ml10ml10ml10ml无无15ml15ml50ml50ml棕色容量棕色容量瓶瓶4 45ml5ml5ml5ml无无25ml25ml100ml100ml具塞三角具塞三角瓶瓶丙丙酮酮无无无无80ml80ml无无100ml100ml具塞三角具塞三角瓶瓶蒸蒸馏馏水水无无无无无无80ml80mlDepartment of Chemistry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，
9、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个数据为止。Department of Chemistry其他样品测定同上。实验完成后，清洗复原。Department of Chemistry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。Department of Chemistry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。
10、ikaltTlgDepartment of Chemistry计算 的平均值：al2lg100lgIcTal两个温度分别计算Department of Chemistry0 t (min)lgTt关系关系 图图 lgT1号瓶3号瓶2号瓶4号瓶Department of Chemistry iittTTm1212lglg斜率4321、i 其中Department of Chemistry 反应级数的确定：21lglg12mmp 2lglg13mmr 21lglg14mmq 计算反应速度常数k值（令p=r=1,q=0）Department of Chemistry 根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化
11、能。122221lg303.2kkTTTTREaDepartment of Chemistry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)0.691.722.165.28Department of Chemistry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？Department of Chemistry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
12、围之内。Department of Chemistry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？Department of Chemistry4.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.若本实验中原始溴浓度不准确，对实验结果是否有影响？为什么？Department of Chemistry重点难点重点：重点：掌握掌握722722分光光度计的使用方分光光度计的使用方法；阿仑尼乌斯方程应用；反应级法；阿仑尼乌斯方程应用；反应级数的确定方法。数的确定方法。难点：难点：722722分光光度计的工作原理。分光光度计的工作原理。
