丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定（精編版）

1、【08 級物理化學實驗補充講義】【丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定】第頁 共 3 頁1 實驗十四丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?、掌握利用分光光度法測定酸催化時丙酮碘化反應(yīng)速度常數(shù)及活化能的實驗方法。2、加深對復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。3、掌握 2100 型分光光度計的使用方法。二、實驗原理丙酮碘化反應(yīng)方程為：ihicochchicochchh23233h+是反應(yīng)的催化劑，由于丙酮碘化反應(yīng)本身生成h+，所以這是一個自動催化反應(yīng)。實驗證明丙酮碘化反應(yīng)是一個復(fù)雜反應(yīng)，一般認為可分成兩步進行，即：3332ch cochhch cohchihicochchichcohch23223反應(yīng)是丙酮的烯醇化反應(yīng)，

2、反應(yīng)可逆且進行的很慢。反應(yīng)是烯醇的碘化反應(yīng)，反應(yīng)快速且能進行到底。 因此，丙酮碘化反應(yīng)的總速度可認為是由反應(yīng)所決定，其反應(yīng)的速率方程可表示為：haickcdtdc2式中haiccc、2分別是碘、 丙酮、 酸的濃度； k 為總反應(yīng)速率常數(shù)。如果反應(yīng)物碘是少量的，而丙酮和酸對碘是過量的，則可認為反應(yīng)過程中丙酮和酸的濃度基本保持不變。實驗又證實：在酸的濃度不太大的情況下，丙酮碘化反應(yīng)對碘是零級反應(yīng)，對式積分得：btckcchai2式中的 b 是積分常數(shù)。由2ic對時間 t 作圖，可求的反應(yīng)速率常數(shù)k 值。因碘溶液在可見區(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則沒有明顯的吸收，

3、所以可采用分光光度法直接測量碘濃度的變化。根據(jù)朗伯比耳定律：2iclaa將式代入式得：ahak a l c ctb在式中l(wèi)a可通過測定一已知碘濃度的溶液的吸光度a，代入式而求得。當ac、hc濃度已知時，只要測出不同時刻反應(yīng)物的吸光度a，作 at 圖得一直線，由直線的斜率便可求的反應(yīng)的速率常數(shù)k 值。由兩個溫度下的速率常數(shù)，由阿累尼烏斯公式121221lg303.2kkttttre可求得化學反應(yīng)的活化能 e。三、儀器與藥品12100 型分光光度計（附比色皿）1 臺【08 級物理化學實驗補充講義】【丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定】第頁 共 3 頁2 2超級恒溫槽1 臺3秒表1 塊425ml 容量瓶2

4、個550ml 容量瓶2 個65ml 移液管3 支72.00 moll-1 hcl 標準溶液 (標定 )；2.00 moll-1 丙酮溶液（精確稱量配制）0.050 moll-1 碘溶液 (含 4%ki) 四、實驗步驟1實驗前的準備調(diào)節(jié)恒溫槽到25。調(diào)節(jié)2100 型分光光度計配制溶液并恒溫配 0.0050 mol l-1的碘溶液：移取5.00ml 0.050 mol l-1 碘溶液于50 ml 容量瓶中。稀釋到刻度。放入25恒溫槽中恒溫10min 。 （用于 測定la值）分別移取5.00ml 0.050 mol l-1 碘溶液和5.00 ml 2.00 moll-1 hcl 標準溶液于25ml容

5、量瓶中， 加入少量的水。 再移取 5.00 ml 2.00 moll-1的丙酮溶液于50ml 容量瓶中， 加入適量的水。 注意：混合前兩個容量瓶中溶液的總體積不得超過50ml 。然后在另一25ml 容量瓶中加入25ml 蒸餾水，三個容量瓶一同放入25恒溫槽中恒溫10min。2測定la值（ 25條件下）：在 500nm 波長下測上述恒溫后的0.0050 mol l-1的碘溶液的吸光度a。平行測量三次，取平均值。3測反應(yīng)進行到不同時刻t 的吸光度a（25條件下）小心將恒溫后的酸碘混合液倒入丙酮溶液中，迅速搖動， 加同溫水至刻度。然后注入比色皿中， 按下秒表記時， 在 500nm 波長下每2min

6、讀一次吸光度a，直到吸光度a 小于 0.05為止（測量中隨時用蒸餾水調(diào)100） 。4測 35時的la值和不同時刻t 的吸光度 a。 方法同上。（每 1min 測一次吸光度a）五、數(shù)據(jù)記錄與處理1數(shù)據(jù)記錄格式表一：測定la值12lmolci；1lmolchcl；1lmolc丙0.0050 moll-1 碘溶液吸光度a 1a2a3aiaanla2535【08 級物理化學實驗補充講義】【丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定】第頁 共 3 頁3 表二：測不同時刻t 的吸光度a2535測量時間（2min ）a 測量時間（2min）a 測量時間（1min）a 測量時間（1min）a 2數(shù)據(jù)處理1由已知碘溶液的濃度和

7、測得的吸光度值（表一），計算la值。2由不同 t 時刻的吸光度a（表二） ,繪制 at 圖，求出直線斜率；由直線斜率計算反應(yīng)速率常數(shù)k 值。3將 25、 35的反應(yīng)速度常數(shù)值代入阿累尼烏斯公式，121221lg303.2kkttttre計算反應(yīng)的活化能。3參考文獻值k(25)=2.86 10-5dm3.mol-1.s-1 ；k(27)=3.60 10-5dm3.mol-1.s-1 k(35)=8.80 10-5dm3.mol-1.s-1； 活化能 e = 86.2kj.mol-1 e與文獻相對誤差15%摘 自 ： f.daniels,r.a.alberty,j.w.williams,etal.

8、, experimental physical chemistry, 7th edn.p.152 mc graw-hill, inc.,new york(1975) 六、2100 型分光光度計的使用1接通電源，至儀器自檢完畢，顯示器顯示“100.0 和 546nm ”即可進行測試。2用“ mode ”鍵設(shè)置測試方式：t（透光率）；a（吸光度）；3設(shè)置所需波長。改變波長時，顯示器上出現(xiàn)“bla ”字樣（提醒我們必須重新調(diào)整【0a/100%t 】鍵） 。4分別將參比樣品和被測樣品倒入比色皿中并放入比色皿槽中。5將參比樣品放入光路中，按【0a/100%t 】鍵，調(diào)節(jié)【 0a/100%t 】 ，此時，顯示器顯示“ bla - - ” ，直至顯示“100”或“ 0.000”為止。6將被測樣品放入光路中，顯示器上得到的值便是透光率或吸光度。七、實驗注意事項1、溫度影響反應(yīng)速率常數(shù)，實驗時體系始終要恒溫。2、實驗所需溶液均要準確配制。3、混合反應(yīng)溶液時要在恒溫槽中進行，操作必須迅速準確。4、每次用蒸餾水調(diào)吸光度零點后，方可測其吸光