丙酮碘化反應(yīng)測定動力學(xué)常數(shù) 光度法

丙酮碘化反應(yīng)測定動力學(xué)常數(shù)光度法

丙酮碘化反應(yīng)測定動力學(xué)常數(shù)----光度法

一、實驗?zāi)康模?/p>

1.測定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；2.通過本實驗加深對復(fù)雜反應(yīng)特征的理解；3.掌握光度計和反應(yīng)-吸收樣品池的使用方法。4.掌握721型分光光度計的使用和校正方法，實驗數(shù)據(jù)的作圖處理方法。

二、實驗原理：

丙酮碘化的方程式為：CH3COCH3+I→CH3COCH2I+H﹢+I﹣該反應(yīng)是以作為催化劑，同時反應(yīng)自身會生成，所以此反應(yīng)是一個自動催化反應(yīng)，并且為一個復(fù)雜反應(yīng)，分兩步進行：CH3COCH3+H﹢→CH3COCH=CH2此反應(yīng)是丙酮的烯醇化反應(yīng)，反應(yīng)可逆并進行的很慢，是一個速控步。CH3COH=CH2+I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣此反應(yīng)是烯醇的碘化反應(yīng)，反應(yīng)快速并能進行到底?？偡磻?yīng)的速率方程為：﹣dCI2/dt=kCACH﹢分別為碘，丙酮，酸的濃度；k為總反應(yīng)速率常數(shù)。如果丙酮和酸相對于碘是過量的，則可認(rèn)為在反應(yīng)過程中丙酮和酸的濃度基本保持不變，同時，在酸的濃度不太大時，丙酮碘化反應(yīng)對是個零級反應(yīng)。對上式進行積分得：﹣CI2=kCACH﹢t+B因為碘在可見光區(qū)有寬的吸收帶，而在此吸收帶中，鹽酸，丙酮，碘化丙酮和碘化鉀溶液均沒有明顯的吸收，所以可以采用分光光度法直接測量碘濃度的變化。A=﹣kεLCACH﹢-B上式中的εL可通過測定一定濃度的碘溶液的吸光度A帶入式中求得。做A-t圖，直線的斜率可求出丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)K值。有兩個以上溫度下的速率常數(shù)就可以根據(jù)阿侖尼烏斯公式估算反應(yīng)的活化能Ea得值。ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2)三、實驗儀器與試劑：

721型分光光度計1套;比色管(50mL)1只，（25mL）2只;超級恒溫槽1套;帶有恒溫夾層的比色皿2個;移液管(5mL)2只，（10mL）1只;停表1塊。碘溶液(含4%KI)(0.050mol·dm-3、0.0050mol·dm-3);標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液(2mol·dm-3);丙酮溶液(2mol·dm-3)。

四、實驗步驟：

（一）準(zhǔn)備工作1、開啟恒溫水浴，控制溫度為25℃

721型分光光度計

2、洗凈比色管、比色皿，并用鏡頭紙將比色皿擦干凈。（二）測εL值：

調(diào)光度計波長為590mn,在恒溫比色皿中分別注入0.005mol/L碘溶液和蒸餾水，用蒸餾水調(diào)吸光度零點，測吸光度（平行測量三次）。（三）反應(yīng)液的配制：

分別移取5mL碘溶液（0.05mol/L）和5mL酸溶液（2.000mol/L）于25ml比色管中，加大約10ml水，再取10ml丙酮溶液（2.000mol/L）于50ml比色管中，加大約10ml水，在第三支比色管中注入25ml蒸餾水，三管同時放入恒溫水浴中恒溫10分鐘。

（四）測量反應(yīng)液吸光度

快速將恒溫的碘、酸混合液傾入丙酮溶液中，迅速搖動，用恒溫水洗滌盛碘酸之比色管，使反應(yīng)液的總體積為50ml。將反應(yīng)液迅速注入2cm比色皿中，每次用蒸餾水調(diào)吸光度零點后，測其吸光度值。25℃時，每1分鐘測一次，；30

五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理：

1.計算εL的值：

Ai

A平

εL

0.421

0.427

εL=A/CI2=85.5

0.429

0.432

2.測斜率（T=303K）：

t/min1

2

3

4

5

6

A

0.310

0.304

0.285

0.276

0.255

0.241

t/min

7

8

9

10

11

12

A

0.228

0.214

0.200

0.187

0.163

0.143作圖如下：

由以上方程y=0.3151-0.01413x；可知k=0.01413；依據(jù)式㏑（k2/k1）=Ea/R（1/T1-1/T2）；可計算得出Ea=116.254（KJ/mol）。

六、實驗注意事項：

⑴溫度影響反應(yīng)速率常數(shù)，實驗時體系始終要恒溫。

⑵實驗所需溶液均要準(zhǔn)確配制。

⑶混合反應(yīng)溶液時要在恒溫槽中進行，操作必須迅速準(zhǔn)確。、實驗證明：丙酮鹵化時，無論實驗中使用那種鹵素元素，在某固定溫度下，反應(yīng)的速率常數(shù)相同，且反應(yīng)活化能也相近。[4]每次用蒸餾水調(diào)吸光度零點后，方可測其吸光度值。

七、本次實驗中的疑難問題分析：

1、本實驗中按零級反應(yīng)處理，因為丙酮和酸相對于碘是過量的，可認(rèn)為在反應(yīng)過程中丙酮和酸的