_丙酮碘化反應(yīng)速率方程的測定.ppt

1、丙酮碘化反應(yīng)速率方程的測定,廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,掌握用孤立法確定反應(yīng)級數(shù)的原理和方法； 測定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)及活化能； 初步認(rèn)識復(fù)雜反應(yīng)機(jī)理，了解復(fù)雜反應(yīng)的表觀速率常數(shù)的求算方法； 進(jìn)一步掌握分光光度計(jì)的使用方法。,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理,1. 丙酮碘化反應(yīng)的速率方程,酸性溶液中丙酮碘化反應(yīng) :,丙酮碘化反應(yīng)的速率方程表示為：,指數(shù)、分別代表反應(yīng)對丙酮、碘和H的反應(yīng)級數(shù)， k為反應(yīng)總的速率常數(shù)。,實(shí)驗(yàn)表明，該反應(yīng)速率幾乎與鹵素的種類及其濃度無關(guān)，而與丙酮及氫離子的濃度有關(guān)。,2. 光度法測丙酮碘化反應(yīng)速率,顯然，只要能測定反應(yīng)過程中某一物質(zhì)各時(shí)刻的濃度，就可以求反

2、應(yīng)速率。,由于碘在可見光區(qū)有一個(gè)吸收帶，而在這個(gè)吸收區(qū)域中酸和丙酮沒有明顯的吸收，故可采用分光光度計(jì)來測定反應(yīng)過程中碘濃度隨時(shí)間的變化。根據(jù)朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律,式中， 為透光率， 為比色槽的光徑長度， 為摩爾吸收系數(shù)。,以 式對反應(yīng)時(shí)間t求導(dǎo)，則,式中 可通過測定一已知濃度的碘溶液的透光率測出,作 關(guān)系圖，得到一條直線，由直線斜率結(jié)合測定出來的 值，可以求得反應(yīng)體系的反應(yīng)速率,3. 孤立法測各物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù),要測定復(fù)雜反應(yīng)中某種物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù)，至少需要進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，兩次實(shí)驗(yàn)中，其他物質(zhì)的初始濃度保持相同只改變該物質(zhì)的初始濃度進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，將會(huì)得到該物質(zhì)在反應(yīng)條件下的反

3、應(yīng)級數(shù)，這種測定方法稱為孤立法。,例如：若要求丙酮的級數(shù) ，需進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),則,同理可以求出 、 。,4. 反應(yīng)速率常數(shù)與活化能的測定,反應(yīng)級數(shù)確定后，代入前面的公式即可求得反應(yīng)的速率常數(shù)k 。,注意：總速率常數(shù)應(yīng)為這些測定體系速率常數(shù)k的平均值。,由兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度的速率常數(shù)，就可以根據(jù)阿累尼烏斯(Arrhenius)關(guān)系式估算反應(yīng)的活化能 。,儀器試劑,儀器：721型分光光度計(jì) 一套 50ml容量瓶各 5個(gè) 5ml移液管3支,試劑：0.0200 moldm-3 I3溶液 2.5000 moldm-3丙酮溶液 1.000 moldm-3鹽酸溶液。,實(shí)驗(yàn)步驟,1、接通721型分光光度計(jì)的電源

4、，選擇入射光波長為565nm，靈敏度為“2”或“3”，打開比色皿暗盒蓋，調(diào)節(jié)“0”電位器使電表指針為“0”，然后關(guān)上暗盒蓋，比色皿座處于蒸餾水校正位置，調(diào)節(jié)“100%”電位器，使刻度盤指針達(dá)到滿刻度，儀器預(yù)熱20min。 2、將I2標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成濃度為0.0010M的溶液，測定它的透光率，測三次，取平均值。 3、按照給定的體積，分別移取各標(biāo)準(zhǔn)溶液于50ml容量瓶中，當(dāng)最后一種物質(zhì)加入體系的體積為應(yīng)加入體積的1/2時(shí)，開始開動(dòng)停表記時(shí)，迅速用蒸餾水定容至刻度，混合均勻后用721型分光光度計(jì)測定不同時(shí)刻各動(dòng)力學(xué)體系的透光率，體系1、2每1min/次，3、4每0.5min/次，直至體系透光率示數(shù)為9

5、5%時(shí)結(jié)束實(shí)驗(yàn)。,注意事項(xiàng),分光光度計(jì)要預(yù)熱15min后才能進(jìn)行測定。 儀器處于工作狀態(tài)時(shí)，不能打開樣品箱蓋。 注意用蒸餾水為參比，調(diào)節(jié)儀器的“0”和“100%”透光率。 反應(yīng)混合順序?yàn)椋合燃欲}酸、丙酮，在容量瓶中，預(yù)留出一定體積的空間后，先加一定量的蒸餾水，平搖混勻后，再加入碘。 因只測定反應(yīng)開始一段時(shí)間的透光率，故反應(yīng)液混合前應(yīng)恒溫，混合后應(yīng)立即轉(zhuǎn)入比色皿中進(jìn)行測定。 配制樣品要準(zhǔn)確。,數(shù)據(jù)記錄和處理,按實(shí)驗(yàn)講義上的格式記錄和處理。,思考題,動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，正確計(jì)量時(shí)間是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)中從反應(yīng)開始到起算反應(yīng)時(shí)間，中間有一段不算很短的操作時(shí)間。這對實(shí)驗(yàn)有無影響？為什么？ 影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素是什么? 實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)用蒸餾水進(jìn)行“0”和“100%”透光率的調(diào)節(jié)，但是在樣品測定過程中，出現(xiàn)了透光率超過“1