丙酮碘化反應(yīng)速率方程的確定--

1、丙酮碘化反應(yīng)速率方程的確定丙酮碘化反應(yīng)速率方程的確定Ⅰ、實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握微分法確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法2加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解3了解分光光度法在化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用，掌握分光光度計(jì)的使用方法Ⅱ、實(shí)驗(yàn)原理Ⅱ、實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)反應(yīng)速率方程的建立是化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同時(shí)刻的反應(yīng)物濃度，獲得一系列數(shù)據(jù)，應(yīng)用作圖法、嘗試法、半衰期法和微分法等方法以確定反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。有了這些數(shù)據(jù)就可以確定有關(guān)反應(yīng)的速率方程。對(duì)于

2、較復(fù)雜的反應(yīng)級(jí)數(shù)確定常采用孤立濃度的微分法和改變物質(zhì)數(shù)量比例的微分法。丙酮碘化是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為設(shè)丙酮碘化反應(yīng)速率方程式為：式中：r為丙酮碘化的反應(yīng)速率，k為反應(yīng)速率常數(shù)，指數(shù)α、β和γ分別為丙酮，酸和碘的分級(jí)數(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用改變物質(zhì)比例的微分法，設(shè)計(jì)若干組實(shí)驗(yàn)，若一組實(shí)驗(yàn)保持丙酮和酸的濃度不變，將碘的濃度改變m倍測(cè)其反應(yīng)速率，以確定碘的分級(jí)數(shù)γ。另一組實(shí)驗(yàn)保持丙酮和碘的濃度不變，將酸的濃度加大m倍，可確定出酸的分級(jí)數(shù)β。同法可確

3、定出丙酮的分級(jí)數(shù)α。所依據(jù)的計(jì)算公式為(19.2)lg()lgijBrrnm?式中：nB為所求組分的分級(jí)數(shù)，ri和rj為有關(guān)兩組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率，m為濃度改變的倍數(shù)。在一定條件下，丙酮碘化并不停留在一元碘化丙酮上，可能會(huì)形成多元取代，碘濃度較大時(shí)尤其如此。為了避免副產(chǎn)物的干擾，所以采用初始速率法，測(cè)定反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間的反應(yīng)速率。此外，實(shí)驗(yàn)可設(shè)計(jì)碘的濃度遠(yuǎn)小于丙酮和酸的濃度，這樣不僅可避免多元取代的生成，而且在反應(yīng)過(guò)程中，丙酮和酸的濃度可視

4、為常數(shù)，在碘反應(yīng)完之前，反應(yīng)速率可視為常數(shù)。碘在可見(jiàn)光區(qū)有一個(gè)很寬的吸收帶，可以很方便的通過(guò)分光光度測(cè)定碘濃度隨時(shí)間的變化來(lái)量度反應(yīng)進(jìn)程。根據(jù)朗伯比耳定律，碘溶液對(duì)單色光的吸收遵守下列關(guān)系式：(19.3)lgATbc????式中：T為透光率，ε為摩爾吸光系數(shù)，b為比色皿光徑長(zhǎng)度。在一定條件下，ε和b為常數(shù)，以A對(duì)t作圖，其斜率為，已知εb，則可以算出反應(yīng)速率常數(shù)。dcbdt????????Ⅲ、儀器與試劑、儀器與試劑722分光光度計(jì)1套丙

5、酮標(biāo)準(zhǔn)液(2.000mol.L1)超級(jí)恒溫槽1套HCL標(biāo)準(zhǔn)液(2.000mol.L1)秒表1塊I2標(biāo)準(zhǔn)液(0.02mol.L1))容量瓶（100ml）6個(gè)刻度移液管（10、20ml）各3支Ⅳ、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)步驟1摩爾吸光系數(shù)的測(cè)定用移液管取2ml碘的標(biāo)準(zhǔn)液，注入25ml的容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，取容量瓶中溶液蕩洗比色皿3次后注滿，測(cè)其吸光度。重復(fù)測(cè)定3次，取其平均值。每次測(cè)定前都必須校正。2丙酮碘化過(guò)程中吸光度測(cè)定取4個(gè)（1～4號(hào)

6、）潔凈、干燥的25ml容量瓶，用移液管按下表的用量，依次加入碘溶液，HCl溶液丙酮標(biāo)準(zhǔn)液，定容到25ml，塞好瓶塞，將其充分混合，計(jì)時(shí)開(kāi)始。用此液蕩洗比色皿2～3次后注滿放入比色皿架，置于光路中，每隔30s讀一次數(shù)，直到取8～10個(gè)數(shù)為止。用同樣方法測(cè)定2、3、4號(hào)溶液在不同反應(yīng)時(shí)間的吸光度。容量瓶編號(hào)碘溶液(ml)HCl溶液(ml)丙酮溶液(ml)122.52.5242.52.5342.55441.55Ⅴ、數(shù)據(jù)記錄和處理、數(shù)據(jù)記錄和處

7、理1將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格室溫：丙酮標(biāo)準(zhǔn)液濃度：碘標(biāo)準(zhǔn)液濃度：HCl標(biāo)準(zhǔn)液濃度：2由（19.3）式計(jì)算ε.3用表中數(shù)據(jù)以A對(duì)時(shí)間作圖，求得四條直線，由各直線斜率分別計(jì)算反應(yīng)速率r1，r2，r3，r4.4由（19.2）式計(jì)算丙酮，酸和碘的分級(jí)數(shù)，建立丙酮碘化反應(yīng)速率方程式。5分別計(jì)算1、2、3、和4號(hào)瓶中丙酮和酸的初始濃度，再根據(jù)（19.1）式計(jì)算四種不同初始濃度的反應(yīng)速率常數(shù)，求其平均值。Ⅵ、思考題、思考題1動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，正確計(jì)算時(shí)間是很重

8、要的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)中，將丙酮溶液加入盛有I2和HCl溶液的容量瓶中時(shí)，反應(yīng)即開(kāi)始，而反應(yīng)時(shí)間卻以溶液混合均勻并注入比色皿中才開(kāi)始計(jì)時(shí)，這樣做對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響，為什么？Ⅶ、參考文獻(xiàn)值、參考文獻(xiàn)值1α=1β=1γ=02反應(yīng)速率常數(shù)k(25℃)=2.86105dm3.mol1.s1k(27℃)=3.60105dm3.mol1.s1k(35℃)=8.80105dm3.mol1.s1摘自：F.DanielsR.A.AlbertyJ.W.Wil