實(shí)驗(yàn)講義偶氮二異丁腈分解速率測定

1、實(shí)驗(yàn)講義偶氮二異丁腈分解速率的測定(精)實(shí)驗(yàn)講義偶氮二異丁腈分解速率的測定(精)11/11實(shí)驗(yàn)講義偶氮二異丁腈分解速率的測定(精)實(shí)驗(yàn)偶氮二異丁腈分解速率的測定學(xué)校名稱：江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院院系名稱：化學(xué)紡織工程系時(shí)間：2017年1月10日1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諟y定偶氮二異丁腈分解速率的測定的基本源理和方法。認(rèn)識(shí)相關(guān)引起劑方面的一些基本知識(shí)。實(shí)驗(yàn)原理引起劑是一種能在熱、光、輻射等作用下分解產(chǎn)生初級自由基，并能引起單體聚合的物質(zhì)，它在自由基聚合反響中據(jù)有十分重要的地位。引起劑的種類和用量對聚合反響速率以及聚合物的分子量關(guān)系極大。在必定溫度下，對某一單體來說，其聚合速率在很大程度上取決于引起劑的分解速率。所以

2、研究和測定引起劑的分解速率對聚合反響的控制擁有實(shí)質(zhì)生產(chǎn)意義。引起劑的品種眾多，性質(zhì)各異，但按其化學(xué)構(gòu)成來分，大概可分為過氧化物和偶氮化物兩大類。如按自由基的產(chǎn)生方式來分，又可分為熱引起（包含光、熱輻射）系統(tǒng)和氧化復(fù)原系統(tǒng)，在偶氮化合物中，偶氮二異丁腈是最常有的引起劑之一。偶氮二異丁腈分解平均，只形成一種自由基，不發(fā)生引誘分解之類的副反響，比較堅(jiān)固，可以純粹狀態(tài)安全積蓄等長處。所以動(dòng)力學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)都寬泛采納，弊端是，擁有必定的毒性，分解效率低，屬于低活性引起劑。引起劑在加熱下分解，產(chǎn)生初級自由基，因?yàn)榛衔锓肿又懈髟娱g的鍵能大小是有差其他，故均裂反響常常發(fā)生在鍵能最小的地方，偶氮二異丁腈各

3、原子間的鍵能（千卡/克分子）以下：HHCHCH3NCCNNCCNCH3CH3在各種鍵中，C-N鍵的鍵能最小，均裂就在此處發(fā)生，產(chǎn)生了異丁腈自由基，并放出氮?dú)狻?HHCHCH3CH3NCCNNCCN2CNC+N2CH3CH3CH3大部分引起劑的分解反響一般屬于一級反響，上式也是這樣，其分解速率與引起劑濃度的一次方成正比，即：dIdtKdI式中：Kd引起劑分解速率常數(shù)，單位可以是秒-1分-1小時(shí)-1引起劑濃度時(shí)間將上式積分得：InIKdtI0或IeKdtI0式中：I0和I分別表示引起劑的初步（t0）濃度和時(shí)間t的濃度，單位為克分子/升。由方程式1可以看出，1摩爾偶氮二異丁腈分解，可以放出1摩爾氮?dú)?/p>

4、，而氮?dú)獾捏w積在溫度恒準(zhǔn)時(shí)與引起劑濃度之間有著正比關(guān)系。假設(shè)分解反響在80oC分解完滿，所有產(chǎn)生的氮?dú)怏w積V與偶氮二異丁腈的初步濃度I0成正比，那么（V-Vt）則與t時(shí)的濃度I成正比（Vt為t時(shí)辰已放出的氮?dú)獾捏w積），代入（2）式：VKdtInVVt3或lgVKdtVVt2.303這是一個(gè)直線方程，以lgV/2.303，本實(shí)驗(yàn)對t作圖，直線的斜率是KtVVt就是在80oC的恒溫下，在甲苯中偶氮二異丁腈分解，不停測定t時(shí)辰系統(tǒng)中放出的氮?dú)怏w積Vt，經(jīng)過作圖而求出分解速率常數(shù)Kd。知道了分解速率常數(shù)Kd，還可以求出引起劑的半衰期，即引起劑分解至初步濃度一半所需要的時(shí)間，以t1/2表示，由I=1/2

5、代入式（2），可得半衰期與分解速率常數(shù)Kd之間有以下關(guān)系式：In20.693t12KdKd由上式可知，一級反響的半衰期與反響物濃度沒關(guān)。引起劑的活性可用分解速率常數(shù)Kd或半衰期t1/2表示，在某一溫度下，分解速率常數(shù)越大，或半衰期越短，則引起劑的活性越高。在科學(xué)研究上，多用分解速率常數(shù)Kd表示，在工程技術(shù)上，則多用半衰期t1/2表示，單位取小時(shí)。主要儀器和試劑碳酸鈉、甲苯、偶氮二異丁腈（重結(jié)晶）、水平瓶。帶支管的圓底磨口瓶、恒溫水浴、三通。實(shí)驗(yàn)操作將50ml帶有一支管的園底磨口瓶在80oC的恒溫水浴中固定，用三段耐壓管分別按次次將燒瓶的支管，一根彎有約130度的玻璃管，三通活塞和量氣管的頂部聯(lián)

6、系起來。量氣管垂直固定，中間外壁縛一支溫度計(jì)，用以指示管內(nèi)溫度，量氣管底部經(jīng)過一根橡皮管與水平瓶連結(jié)，水平瓶內(nèi)裝入碳酸鈉溶液，加入幾滴酚酞使其顯紅色，擱置在鐵圈上，整套裝置如圖所儀器裝好后，第一要檢查裝置系統(tǒng)能否漏氣。其方法是，將燒瓶用塞塞好，活塞旋向與大氣相通的地點(diǎn)，抬高水平瓶，使量氣管內(nèi)的液面升到最高處，此后將活塞旋向與大氣斷開，使燒瓶與量氣管相通，降低水平瓶的地點(diǎn)并固定，此時(shí)量氣管的液面稍有降落，停一段時(shí)間4后，如液面向來保持在同一高度，說明系統(tǒng)不漏氣，假如液面連續(xù)降落，說明系統(tǒng)密閉不好，應(yīng)檢查原由，采納相應(yīng)舉措。往燒瓶中加入45ml蒸餾過的甲苯。將燒瓶用裝有氮?dú)馊肟谄康南鹌す艿南鹌と?/p>

7、緊，進(jìn)氣管應(yīng)達(dá)到燒瓶的底部，調(diào)整活塞，將水平瓶提升到使液面充滿量氣管的高度，使系統(tǒng)中的空氣勢出，遲緩?fù)ㄈ氚睔饬?，使甲苯發(fā)泡20分鐘，排氣操作的目的，是派出系統(tǒng)中的氧。樣品容器是用一根玻璃管的一端在噴燈上燒熔，在石棉板上壓平，此后噴制而成的，見圖中的g，將其在分析天平上正確稱取100-200mg偶氮二異丁腈（重結(jié)晶），記下當(dāng)時(shí)的大氣壓，并假設(shè)在整個(gè)過程中保持不變。取下氮?dú)馊肟谄?，將燒瓶與大氣斷開，系統(tǒng)在幾分鐘內(nèi)達(dá)到均衡后，翻開塞子，用鑷子垂直放進(jìn)樣品容器，塞上塞子，記錄時(shí)間（作為零時(shí)）和量氣管內(nèi)液面的高度（作為初步刻度）。因?yàn)樵诘獨(dú)猱a(chǎn)生前會(huì)有一引誘期，所以不用攪拌混淆物來加速偶氮二異丁腈的溶解速

8、率，注意察看量氣管內(nèi)液面的高度，假如液面降落，說明已有氮?dú)夥懦?，記錄此時(shí)的時(shí)間和氮?dú)夥懦鲶w積。注意，在讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將水平瓶和量氣管的液面挑至水平，此后每隔五分鐘，記錄一次體積，直至氮?dú)夥懦鏊俾拭黠@減慢為止，記下量氣管壁的溫度。數(shù)據(jù)辦理實(shí)驗(yàn)條件下樣品完滿分解放出氫氣的體積V由下式求得：VnRTnRTPPPOPN2H甲苯2式中：PN2系統(tǒng)中氮?dú)獾恼羝麎寒?dāng)時(shí)的大氣壓P-量氣管溫度下水的蒸汽壓P甲苯量氣管溫度下甲苯的蒸汽壓5BlgP甲苯ACt(OC)A=6.95464B=1344.8C=219.482單位：mmHg（毫米汞柱）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按下表格式填入：時(shí)間t（分）體積Vt(ml)VlgVVt最后以V對t作圖，由直線的斜率求出偶氮二異丁腈的分解速率d。lgKVVt注意事項(xiàng)儀器安裝好后，要認(rèn)真檢查系統(tǒng)能否漏氣，如密封不好，不可以開始實(shí)驗(yàn)。放入樣品容器，最好豎直向上，如倒扣里面，則影響樣品溶解。讀量氣管刻度時(shí)，必定以水平瓶和量氣管內(nèi)的液面在同一水平線上為準(zhǔn)，不然數(shù)據(jù)不正確。不要忘掉記下當(dāng)時(shí)的大氣壓和量氣管的溫度，不然沒法辦理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。思慮題本實(shí)驗(yàn)所用的儀器能用來測定過氧化苯甲酰放出來