實驗十三丙酮碘化反應資料講解

1、實驗十三丙酮碘化反應精品文檔丙酮碘化反應一、實驗目的(1)通過實驗加深對復雜反應特征的理解。(2)測定酸催化時丙酮碘化反應的速率常數(shù)。(3)掌握72光柵分光光度計的使用方法。二、實驗原理不同的化學反應其反應機理是不相同的。按反應機理的 復雜程度之不同可以將反應分為基元反應(簡單反應)和復 雜反應兩種類型。簡單反應是由反應物粒子經碰撞一步就直 接生成產物的反應。復雜反應不是經過簡單的一步就能完成 的，而是要通過生成中間產物的許多步驟來完成的，其中每 一步都是一個基元反應。常見的復雜反應有對峙反應(或稱 可逆反應，與熱力學中的可逆過程的含義完全不同)。平行 反應和連續(xù)反應等。丙酮碘化反應是一復雜反

2、應，反應方程式為：H+是催化劑，由于反應本身能生成H+,所以，這是個自動催化反應。一般認為該反應的反應機理包括下列兩步：一 "加 O0H（A） （B）Ct%一廠飆 + 12 * CH3C-CHjI + H*+ F（2）OHO（B） ITO這是一個連續(xù)反應。反應（1）是丙酮的烯醇化反應，它是一個可逆反應，進行得很慢。反應（2）是烯醇的碘化反應，它是一個快速且能進行到底的反應。由于反應（1）速率很慢，而反應（2）的速率又很快，中間產物烯醇一旦生成又馬上消耗掉了。根據(jù)連續(xù)反應的特點，該反應的總反應速率由反應（1）所決定，其反應的速率方程可表示為：=用=KCg式中Ca為丙酮的濃度；Cd為產物

3、碘化丙酮的濃度；Ch+為氫離子的濃度；K為丙酮碘化反應的總的速率常數(shù)。d金由反應(2)可知， 亞 就 如果測得反應過程中各時間碘的濃度，就可以求出 山。由于碘在可見光區(qū)有 一個比較寬的吸收帶，所以本實驗可采用分光光度法來測定 不同時刻反應物的濃度。若在反應過程中，丙酮的濃度為0.10.6mol dm-3,酸的濃度為0.050.5mol dm-3時，可視丙酮與酸的濃度為常數(shù)。將(3)式積分得：KKCaChTCD1 - CD1 = KCaC/巧- a(4)按朗怕-比耳定律，若指定波長的光通過碘溶液后光強 為I,通過蒸儲水后的光強為 I0,則透光率可表示為：I Th I并且透光率與碘的濃度有如下關系

4、：依丁二-K'ZCq(5)式中，l為比色皿光徑長度； K',是取10為底的對數(shù)時也三w的吸收系數(shù)。又因 業(yè) 成，積分后可得：將式（5）、（6）代入式（4）中整理后得：他丁丁 IgT, =“）或：K = K7(t5- G)' CACu*式中，K'l可通過測定一已知濃度的碘溶液的透光率T代入式（5）而求得。當Ca與Ch+濃度已知時，只要測出不同時刻反應物的透光率，就可利用（8）式求出丙酮碘化反應的速率常數(shù) Ko三、儀器和藥品帶恒溫裝置的722型光柵分光光度計，超級恒溫槽， 停表，100mL磨口錐形瓶1個，50mL容量瓶2個，5mL 移液管3支。3mol Pm-3丙酮

5、溶液,標準用 0.01mol dm-3l2溶液,實 驗用0.05mol dm-3l2溶液（上述各溶液均需準確標定）。四、實驗步驟（1）將超級恒溫槽的溫度調至20 C。（2）調整分光光度計：1 .在使用儀器前，應該對儀器進行檢查，電源接線應牢 固，通地要良好。各個調節(jié)旋鈕的起始位置應該正確，然后 再接通電源開關。2 .將靈敏度旋鈕調置 “1檔（放大倍率最小）。3 .開啟電源，指示燈亮，選擇開關置于“T；波長調到560nm的位置上，然后將比色架（帶有恒溫水套）放入暗箱中蓋好箱蓋）儀器預熱 20min o4 .打開試樣室蓋（光門自動關閉），調節(jié) “0旋鈕，使數(shù)字顯示為“00.0：蓋上試樣室蓋，將裝有

6、蒸儲水的比色皿（光徑長為2cm）放到比色架上，使之處在光路中。調節(jié)透光率“10竄”旋鈕，使數(shù)字顯示為“100.0'：如果顯示不到“100.0；則可適當增加微電流放大器的倍率檔數(shù)，但盡可 能使用低檔，這樣儀器將有更高的穩(wěn)定性。改變倍率后，必 須重新校正“0和“10冊”。（3）求 K'l 值：取另一比色皿，注入已知濃度的碘溶液、放到比色皿架的另一檔位置上，測其透光率T （注意刻度盤上讀出的透T =光率”)，相當于公式,。，當Io=100時的I值，所以透光率T=I讀X0.01 ),利用(5)式求出 K'l值。(4)測定丙酮碘化反應的速度常數(shù)K:在一洗凈的50mL容量瓶中，用移

7、液管移入5ml3mol/L丙酮溶液，加入少量蒸儲水(為什么？)。取另一 洗凈的50ml容量瓶，用移液管移入 5ml實驗用碘溶液。再用另一支移液管移入 5mlHCl溶液，于100ml磨口帶蓋錐形瓶中注入蒸儲水。三瓶各自蓋好塞子，一起放入恒溫槽中恒溫。待達到恒溫后(10min左右)，將丙酮溶液倒入鹽酸和碘溶液容量瓶中，用恒溫的蒸儲水洗丙酮瓶34次，洗滌液倒入混合液瓶中，用恒溫蒸儲水稀釋至刻度。此步驟在包溫槽小孔口中進行。取出此容量瓶，搖勻后迅速倒入比色皿中，用擦鏡紙擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下與步驟(3)相同，測其透光率 To每隔3min量一次，直至 24min左右。在測量過程中，需經常檢查檢流計零點和蒸儲水空白 的透光率。(5)分別升溫至 25C、30 C, 35 C,測以上各溫度時透光率T五、數(shù)據(jù)處理1 .利用（5）式，求出K' I2 .由lgT對時間t作圖，應得一直線，求此直線斜率, 再由斜率m求出K總。曙=3 .口% （注意Ca, Ch+應取值若干？）4 .求活化能：5 .由阿累尼烏斯公式6公血強E, 1.,榜K = 一 嬴*亍*以lgK對1/T作圖，由斜率m求EnoEa = - 2.303 X 8,314 X m x 0Oll（kj/«