1、实验十三 丙酮碘化反应,实验目的,1.利用分光光度计测定酸催化时丙酮碘化反应级数、速率常数及活化能；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。,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：,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。,该反应中不断地产生H+，它在反应过程中起催化作用，故是一个自动催化反应。其速率方程可表示为：反应速率：,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
2、刻的吸光值来获得各个时刻的 。,根据朗白比耳(Lambert-Beer)定律：,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：,（3）式代入（2）式中整理得：,通过其斜率m可求得反应速率。即,由（4）式可知：,（6）式与（1）式比较，则有,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。,则有：,同理，当丙酮、碘的初始浓度分别相同，而酸的浓度不同时，即：,则有：,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：,由两个温度的反应速
3、度常数k1与k2,从阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。,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盐酸等等。,实验步骤,开启超级恒温槽,预热分光光度计,调节恒温温度t ,测定1-4号反应液的T值,配制碘、丙酮、盐酸及反应液,溴水及5号瓶,再调节恒温温度(t+5) ,碘溶液及1-4号瓶,设定波长,测定碘溶液的T值,设定时间,测定碘溶液的T值,测定1-4号反应液的T值,依次打开“电源”开关，“电动泵”开关和“加热”开关。,调节接触温度计的胶木帽，使恒温温度t为
4、“原始水温+5”，保持恒温状态。 在以上温度的基础上，再增加5恒温。 （以玻璃温度计上的温度为准）,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。,按下表配制各种溶液，并预热30min：,按下表加入丙酮的量,恒温好后，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。,其他样品测定同上。,实验完成后，清洗复原。,实验数据记录,实验日期： ；超级恒
5、温器的恒温温度： ；,超级恒温器的恒温温度： +5。,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.计算反应速度常数 值； 6.写出丙酮碘化反应速率方程； 7.计算反应活化能； 8.文献值。,计算 的平均值：,两个温度分别计算,四个反应体系在不同时间的透光率,0 t (min),lgTt关系 图,lgT,1号瓶,3号瓶,2号瓶,4号瓶,斜率,其中,反应级数的确定：,计算反应速度常数k值（令p=r=1,q=0）,根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。,文献值：,.p=1、q=0、r=1,.活化能Ea=48kJ/mol,.反应速率常数,实验结
6、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？,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范围之内。,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？,4.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？,重点难点,重点：掌握722分光光度计的使用方法；阿仑尼乌斯方程应用；反应级数的确定方法。 难点：722分光光度计的工作原理。,
