《物化实验c教学资料》实验复杂反应——丙酮碘化反应

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1、卖殓：恒温槽的裝配和性能测试姓名：田露实验日期：2009.11.3实验助教：郑庆伟学号：2008011959班级：材81班提交报告日期：2009.11.17同组实验者：吴迪1引言1.1实验目的1.采用分光光度法测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率系数、反应级数和活化能。2.通过本实验加深对复合反应特征的理解。3.熟练掌握分光光度计的原理和使用方法。1.2实验原理（1）只有少数化学反应是有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，而是由若干基元反应组成的复合反应。大多数复合反应的反应速率和反应物浓度之间的关系可以用质量作用定律在表示。因此用实验测定反应速率与反应物或生

2、成物的浓度Z间的关系，及测定各组分的分级数，从而得到复合反应的速率方程，乃是研究动力学的重要内容。（2）酸性溶液屮,丙酮碘化反应是一个复合反应，其反应式为:(CH3)2CO+I；h>CH3COCH2I+H++21"该反应由H•催化，而反应本身又能生成『，所以这是一个川自催化反应，其速率方程为:「畔竽施（A）临）讪）式中：反应速率；k—速率系数；c（A）、c（*）、c（H'）、c（E）—分别为丙酮、碘、氢离子、碘化丙酮的浓度；G、0、了一分别为反应对丙酮、碘、氢离子的分级数。（3）匚在可见光区有一个较宽的吸收带，而在这个吸收带中，体系中只有I「和厶有明显的吸收，根据朗伯-比尔定律：A

3、=^（I；）c（I；）L+^（I2）c（I2）L③在2=565nm时，有£（I；）=£（lJ,故有：A=£（I-）c（I；）l[c（I；）+c（I2）]④于是，通过用分光光度计测量I；和I?在565nm处的吸收即可得出二者的浓度之和。（4）由于0=0,故有:从⑤式可以看出，将C（lJ对时间t作图应为一条直线，其斜率就是反应速率C1.（5）为了测定反应级数，例如指数a,至少需进行两次实验。在两次实验屮丙酮的初始浓度不同，H*和I：的初始浓度相同。若用“I”、“II”分别表示这两次实验，令:取对数:lg—=algurnJ得:2.c（A,I）=uc（A,II）,C（H+,I）=C（H+,

4、11）,C（I7，I）=C（I7，II由⑤式可得：rr_kc«（A,I）c6（H+,I）_u„r.ikca（A,II）c5（HH）U同理可求出指数P;根据②式，由指数、反应速率和各浓度数据可以算出速率系数k。3.（6）由两个或两个以上温度的速率系数，根据阿累尼乌斯公式:k=Ae^/RTS可以估算反应的表观活化能Ea：4.2实验操作实验药品、仪器型号及测试装.1、计算机与接口1套（若因条件限制可以准备秒表一块）；722S型分光光度计（比色11112个）；恒温槽1套；10ml移液管1支；5ml刻度移液管3支；5ml移液管1支；25ml容量瓶1个；银子；洗瓶。2、0.0200mol・d

5、m"碘溶液；1.000mol・dm'3HCl溶液；2.500mol・dm'3丙酮溶液（之前需要准确标定）。2.2实验条件在25°C下测4组不同浓度配比反应液的反应速率，在35°C下测定1组浓度配比与前4组Z—相同的反应液的反应速率。2.3实验操作步骤及方法要点1、检查仪器和药品。2、接通电源。3、开启恒温槽，检查水路是否通畅和漏水。将装入已标定好的碘溶液、丙酮溶液、盐酸溶液的玻璃瓶放入恒温槽中恒温。恒温槽温度设定在250到达设定温度并恒定10分钟后开始实验。4、打开分光光度计电源开关，波长调至565nm,预热一段时间后放入装有已恒温的去离子水的比色皿，作为空白调零。5、测定£L值。

6、准确移取2.5ml碘溶液于25ml容量瓶屮，用已恒温的去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子。更换碘溶液再重复测定两次，取其平均值求值。6、测定四种不同配比溶液的反应速度。四种不同溶液的配比见表1。表1溶液的配比表碘溶液V/ml丙酮溶液V/ml盐酸溶液V/mlI(25°C)555II(25°C)52.55III(25°C)552.5IV(25°C)7.555V(35°C)7.5557、按表中的量，准确移取己恒温的三种溶液于25曲容量瓶中（碘溶液最后加），用去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比

7、色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子，同时利用计算机或秒表（每隔lmin或2min记录一次数据）开始记录吸光度值变化（如杲分光光度计没有帯恒温水浴夹套注意只取反应开始一段吋间的数据）。8、做完25°C下的全部四个实验后，再升高恒温水浴温度到35°C进行第五组的实验。3注意事项1、测定波长必须为565nm,否则将影响结果的准确性。2、反应物混合顺序为：先加丙酮、盐酸溶液，然后加碘溶液。丙酮和盐酸溶液混合后不应放置过久，应立即加入碘溶液。3、测定光密度D应取范a0.15-0