丙酮碘化反應(yīng)的速率方程實驗報告.doc

實驗五 丙酮碘化反應(yīng)的速率方程一 實驗?zāi)康? 掌握用孤立法確定反應(yīng)級數(shù)的方法；2 測定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；3 通過本實驗加深對復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。二 實驗原理孤立法，即設(shè)計一系列溶液，其中只有某一種物質(zhì)的濃度不同，而其他物質(zhì)的濃度均相同，借此可以求得反應(yīng)對該物質(zhì)的級數(shù)。同樣亦可得到各種作用物的級數(shù)，從而確立速率方程。丙酮碘化是一個復(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： （1）式中k為反應(yīng)速率常數(shù)，指數(shù)x、y、z分別為丙酮，酸和碘的反應(yīng)級數(shù)。將該式取對數(shù)后可得： （2）在上述三種物質(zhì)中，固定其中兩種物質(zhì)的濃度，配置第三種物質(zhì)濃度不同的一系列溶液，則反應(yīng)速率只是該物質(zhì)濃度的函數(shù)。以lg(-dC碘/dt)對該組分濃度的對數(shù)作圖，所得直線即為該物質(zhì)在此反應(yīng)中的反應(yīng)級數(shù)。同理，可得其他兩個物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù)。碘在可見光區(qū)有很寬的吸收帶，可用分光光度計測定反應(yīng)過程中碘濃度隨時間變化的關(guān)系。按照比爾定律可得： （3）式中A為吸光度，T為透光率，I和I0分別為某一特定波長的光線通過待測溶液和空白溶液后的光強(qiáng)，a為吸光系數(shù)，b為樣品池光徑長度，以A對時間t作圖，斜率為ab(-dC碘/dt).測得a和b，可算出反應(yīng)速率。 若C丙酮CHClC碘 ，發(fā)現(xiàn)A對t作圖后得一直線。顯然只有在(-dC碘/dt)不隨時間改變時才成立，意味著反應(yīng)速率與碘的濃度無關(guān)，從而得知該反應(yīng)對碘的級數(shù)為零。 當(dāng)控制碘為變量時，反應(yīng)過程中可認(rèn)為丙酮和鹽酸的濃度不變，又因為z為0，則由（2）積分可得： 將（3）代入后可得： 三 儀器與試劑722分光光度計 1套 丙酮標(biāo)準(zhǔn)液 (2.moldm-3)超級恒溫槽 1套 HCl標(biāo)準(zhǔn)液 (1.9355moldm-3)秒表 1塊 I2標(biāo)準(zhǔn)液 (0.01 moldm-3)容量瓶（25ml） 7個刻度移液管（5 ml） 各3支四 實驗步驟 1打開分光光度計，將波長調(diào)至470nm處；2用蒸餾水作為參比溶液，反復(fù)將分光光度計調(diào)整0T、100T；3用分光光度計測量ab的數(shù)值以便于算出反應(yīng)速率；即測0.001mol/l碘液的吸光度；4按表中各物質(zhì)用量配置溶液，分別測其吸光度隨時間的變化數(shù)值。編號1234567V（HCl）2.502.502.502.502.501.653.75V（丙酮）2.502.502.501.653.752.502.50V（碘液）5.002.504.002.502.502.502.50加入一半碘液時開始按下秒表計時，1、3大約每隔1min記一組數(shù)據(jù)，其他組每隔30s記一組數(shù)據(jù)。記第一組數(shù)據(jù)的時間盡量控制在1min之內(nèi)。五實驗數(shù)據(jù)記錄及處理1、 系列溶液的吸光度隨時間t的變化：(測試波長為470nm) (T=21.5 P=1018.8hp)編號1t/s 210285365429493548605665726785844905A0.6570.6310.6070.5850.5630.5410.5190.4980.4740.4500.4270.4032t/s 132200227255280305335375405430460495A0.3220.3030.2920.2820.2740.2670.2510.2400.2300.2160.2050.1913t/s 187257308365425484542602665724784844A0.5190.4970.4810.4570.4350.4110.3850.3600.3320.3070.2800.2534t/s 145178212241271300330358392420451481A0.3440.3370.3300.3230.3160.3080.3010.2920.2830.2750.2650.2575t/s 185215245275305335365395426458487515A0.2960.2830.2690.2560.2390.2270.2100.1940.1750.1570.1400.1246t/s 122152181210238274305334361392423452A0.3470.3400.3360.3300.3220.3130.3050.2980.2910.2830.2730.2677t/s 147178209242273301327358387415446479A0.3020.2880.2710.2530.2360.2210.2060.1860.1690.1500.1310.1102、 ab值的測定：0.001mol.L-1碘溶液的吸光度A(測試波長為470nm)平均值ab0.363 0.364 0.3640.364364注：ab=A/C碘=0.289/0.001=289六數(shù)據(jù)處理1系列溶液的吸光度A隨時間t的變化曲線：編號斜率/10-4C碘/mol/lC酸/mol/lC丙酮/mol/llgC碘lgC酸lgC丙酮lg(斜率/-ab)速率常數(shù)/10-51-3.672140.0020.193550.2-2.698-0.7132-0.69897-5.996182.179552-3.654970.0010.193550.2-3-0.7132-0.69897-5.998222.169363-4.109770.00160.193550.2-2.796-0.7132-0.69897-5.947282.43934-2.620210.0010.193550.132-3-0.7132-0.87943-6.142772.208835-5.241750.0010.193550.3-3-0.7132-0.52288-5.841632.209186-2.470370.0010.1277430.2-3-0.8937-0.69898-6.168342.262257-5.821230.0010.2903250.2-3-0.5371-0.69897-5.796092.26301E-05 編號斜率/10-4C碘/mol/lC酸/mol/lC丙酮/mol/l級數(shù)z級數(shù)y級數(shù)x1-3.672140.0020.193550.20.044282-3.654970.0010.193550.23-4.109770.00160.193550.24-2.620210.0010.193550.1320.844415-5.241750.0010.193550.36-2.470370.0010.1277430.21.043647-5.821230.0010.2903250.2=1/7(k1+k2+k3+k4+k5+k6+k7)= 2.24735E-05故可得丙酮碘化的速率方程為： -dC碘/dt=2.2473510-5C丙0。84441C酸1。04364C碘0。04428七、結(jié)果分析1、 經(jīng)過作圖后可知，在丙酮碘化反應(yīng)中反應(yīng)速率對丙酮、氫離子、碘的反應(yīng)級數(shù)分別為1、1、0。該反應(yīng)的總級數(shù)為2.，是一個二級反應(yīng)。2、 誤差分析： （1）在配液時，用洗瓶定容不是很準(zhǔn)確，而且用移液管移液也會有誤差，最終導(dǎo)致濃度有誤差。 （2）我們的第一個數(shù)據(jù)的時間都是兩分多鐘，沒能在一分鐘左右測得第一個數(shù)據(jù)，沒有記下能反映實驗現(xiàn)象的最佳數(shù)據(jù)。 （3）在測量吸光度時，用用秒表計時，由于主觀原因時間的記錄也存在誤差，同時也存在儀器誤差。 八、實驗小結(jié) 本次實驗操作比較簡單，就是由于第一組數(shù)據(jù)的時間限制，如果人數(shù)不夠的話可會手忙腳亂。同時組員之間要配合好，注意記錄時間和吸光度。實驗總體來說還算比較成功，速率常數(shù)的數(shù)量級為10-5 ，反應(yīng)級數(shù)與理論值也比較相符。但確定對碘的反應(yīng)級數(shù)的三組數(shù)據(jù)結(jié)合在一起作圖誤差較大，其相關(guān)系數(shù)