实验13丙酮碘化反应速率常数测定

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1、实验13丙酮碘化反应速率常数的测定一、目的要求1.测定用酸做催化剂时丙酮碘化反应的反应速率常数。2.通过本实验加深对复杂反应机理中平衡浓度法（或稳态法）的理解应用。3.掌握721型分光光度计的正确使用。二、原理只有少数化学反应是由一个基元反应组成的简单反应，大多数化学反应并不是简单反应，而是由若干个基元反应组成的复杂反应，并且大多数复杂反应的反应速率和反应物浓度间的关系不能用质量作用定律预测，而是通过实验找出动力学速率方程表示式。丙酮碘化反应是一个复杂反应，其总包反应为：该反应由H+催化，设其速率方程为：（13-1）实验测定表明

2、：在高酸度下反应速率与卤素的浓度无关，且不因为卤素（氯、溴、碘）的不同而异，故β=0。实验还表明，反应速率在酸性溶液中随着H+浓度增大而增大，且实验测得α=1，γ=1，故实验测得丙酮碘化反应动力学方程为：（13-2）式中为瞬时浓度；为初始浓度；为H+初始浓度。由以上实验事实，可推测丙酮碘化反应机理如下：整个反应速率由烯醇化步骤（2）控制，即（13-3）由于在上述机理中，前置步骤（1）是快速平衡步骤，故根据平衡浓度法可得：（13-4）式中，将（13-4）式代入（13-3）式得即（13-5）（13-5）式与实验动力学方程（13-2）

3、相吻合，表明上述所拟机理的合理性及可靠性。由式（13-1）可知：，因为碘在可见光区有一吸收带，而在这个吸收带中盐酸和丙酮没有吸收，故本实验用分光光度法，在550nm处跟踪随时间的变化率，来测定反应速率常数，即：（13-6）将（13-6）积分：（13-7）若在反应过程中，，则可以认为在反应过程中，丙酮和盐酸初始浓度不随时间改变，则（13-7）式变为：（13-8）根据郎伯——比尔定律，某指定波长的光线通过溶液后的光强与通过蒸馏水后的光强及浓度间有下列关系：（13-9）式中A表示吸光度；K是摩尔消光系数；；b是被测溶液的厚度；c是溶液

4、的浓度。由（13-9）式可得：代入（13-8）式得：即（13-10）式中分别是丙酮和盐酸的初始浓度，作溶液的标准浓度与吸光度A的工作曲线，有曲线的斜率求得值代入（13-10），算出。一、仪器和试剂721型分光光度计1套；秒表1只；容量瓶（25ml）5只；丙酮；盐酸；。二、实验步骤1.配置标准溶液；用移液管量取已知浓度的溶液1、2、3、4、5ml，分别注入5个25ml的容量瓶中稀释至刻度。2.用721型分光光度计测定标准溶液的吸光度。3.配置反应体系，测定不同时刻时的吸光度；在25ml容量瓶中加入2ml丙酮溶液、5ml溶液，加入约

5、10ml蒸馏水后，再加入盐酸溶液1ml，加水稀释至刻度，混合均匀后注入比色皿中放入光度计的暗箱内，开始打开秒表记时，每隔3min测定一次吸光度A，连续记录15个点，方可停止记录。改变盐酸浓度，重复测定两个反应体系。三、注意事项测定工作曲线，应从稀溶液测至浓溶液。四、数据处理1.以吸光度A为纵坐标，溶液的浓度为横坐标，作工作曲线，工作曲线的斜率即为值。2.由每时刻测得的反应液吸光度A对时间作图得一直线，求此直线的斜率。3.将直线的斜率、、丙酮、盐酸的初始浓度（应计算加入到25ml容量瓶中稀释后的浓度而不是试剂瓶中的原配浓度）代入（

6、13-10）中计算。五、思考题1.本实验中将反应物混合、摇匀、倒入比色皿测吸光度A时再开始记时，这对实验结果有无影响？为什么？2.能否将5ml溶液、2ml丙酮溶液、1mlHCl一起加入25ml容量瓶中，再用蒸馏水冲稀至刻度，为什么？