丙酮碘化反應(yīng)的速率方程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)五丙酮碘化反應(yīng)的速率方程1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. .掌握用孤立法確定反應(yīng)級數(shù)的方法；2. 測定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；3. 通過本實(shí)驗(yàn)加深對復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。2 .實(shí)驗(yàn)原理孤立法，即設(shè)計(jì)一系列溶液，其中只有某一種物質(zhì)的濃度不同， 而其他物質(zhì)的濃度均 相同，借此可以求得反應(yīng)對該物質(zhì)的級數(shù)。 同樣亦可得到各種作用物的級數(shù)， 從而確立速率 方程。丙酮碘化是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為設(shè)丙酮碘化反應(yīng)速率方程式為：dCi2922kC ch,COCH, Chcl Ci,（1）dt33式中k為反應(yīng)速率常數(shù)，指數(shù) X、y、z分別為丙酮，酸和碘的反應(yīng)級數(shù)。將該式取對數(shù)后可 得：d。lg - lg k x

2、lgCcH3OCH3 yigcHCL zlgC%（2）dt3 32在上述三種物質(zhì)中，固定其中兩種物質(zhì)的濃度，配置第三種物質(zhì)濃度不同的一系列溶液，則反應(yīng)速率只是該物質(zhì)濃度的函數(shù)。以lg（-dC碘/dt）對該組分濃度的對數(shù)作圖，所得直線即為該物質(zhì)在此反應(yīng)中的反應(yīng)級數(shù)。同理，可得其他兩個(gè)物質(zhì)的反應(yīng)級數(shù)。碘在可見光區(qū)有很寬的吸收帶，可用分光光度計(jì)測定反應(yīng)過程中碘濃度隨時(shí)間變化 的關(guān)系。按照比爾定律可得：A lgT lg ；10abCi2(3)式中A為吸光度，T為透光率，I和I0分別為某一特定波長的光線通過待測溶液和空白溶液后的光強(qiáng)，a為吸光系數(shù)，b為樣品池光徑長度， 以A對時(shí)間t作圖，斜率為ab（-d

3、C碘/dt）. 測得a和b,可算出反應(yīng)速率。若C丙酮"Chci> > C碘，發(fā)現(xiàn)A對t作圖后得一直線。顯然只有在（-dC碘/dt）不隨時(shí)間改變時(shí)才成立，意味著反應(yīng)速率與碘的濃度無關(guān)，從而得知該反應(yīng)對碘的級數(shù)為零。當(dāng)控制碘為變量時(shí)，反應(yīng)過程中可認(rèn)為丙酮和鹽酸的濃度不變，又因?yàn)?z為0,則 由（2）積分可得： 將（3）代入后可得：三.儀器與試劑722分光光度計(jì) 1 套超級恒溫槽1 套秒表1塊丙酮標(biāo)準(zhǔn)液(2.mol dm-3)HCl標(biāo)準(zhǔn)液(1.9355mol - dm3)I2標(biāo)準(zhǔn)液(0.01 mol - dm3)容量并2 （ 25ml）7 個(gè)刻度移液管（5 ml ） 各3支4

4、.實(shí)驗(yàn)步驟1 .打開分光光度計(jì)，將波長調(diào)至470nm處；2.用蒸儲(chǔ)水作為參比溶液，反復(fù)將分光光度計(jì)調(diào)整0T、100T;3.用分光光度計(jì)測量 ab的數(shù)值以便于算出反應(yīng)速率；即測0.001mol/l碘液的吸光度;4.按表中各物質(zhì)用量配置溶液，分別測其吸光度隨時(shí)間的變化數(shù)值。編力1 #2#3#4#5#6#7#V (HCl)2.502.502.502.502.501.653.75V （內(nèi)酮）2.502.502.501.653.752.502.50V （碘液）5.002.504.002.502.502.502.50加入一半碘液時(shí)開始按下秒表計(jì)時(shí)，1#、3#大約每隔1min記一組數(shù)據(jù)，其他組每隔30s記一

5、組數(shù)據(jù)。記第一組數(shù)據(jù)的時(shí)間盡量控制在1min之內(nèi)。5 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1、系列溶液的吸光度隨時(shí)間t的變化：（測試波長為470nm）（T=21.5 CP=1018.8hp)編號(hào)1#t/s210285365429493548605665726785844905A0.6570.6310.6070.5850.5630.5410.5190.4980.4740.4500.4270.4032#t/s132200227255280305335375405430460495A0.3220.3030.2920.2820.2740.2670.2510.2400.2300.2160.2050.1913#t/s18

6、7257308365425484542602665724784844A0.5190.4970.4810.4570.4350.4110.3850.3600.3320.3070.2800.2534#t/s145178212241271300330358392420451481A0.3440.3370.3300.3230.3160.3080.3010.2920.2830.2750.2650.2575#t/s185215245275305335365395426458487515A0.2960.2830.2690.2560.2390.2270.2100.1940.1750.1570.1400.1246

7、t/s1221521812102382743053343613924234520.340.340.330.330.320.310.300.290.290.280.270.26#A7060235813377t/s1471782092422733013273583874154464790.300.280.270.250.230.220.200.180.160.150.130.11#A2813616690102、 ab值的測定:0.001mol.L -1碘溶液的吸光度 A（測試波長為470nm）平均值ab 0.363 0.364 0.3640.364364注：ab=A/C 碘=0.289/0.001

8、=289六.數(shù)據(jù)處理1.系列溶液的吸光度 A隨時(shí)間t的變化曲線:編 號(hào)斜率/10-4C碘 /mol/lC酸 /mol/lC丙酮/mol/llgC碘lgC酸lgC內(nèi)酮lg（斜率/-ab）速率常數(shù)/10-51#-3.672140.0020.193550.2-2.698-0.7132-0.69897-5.996182.179552#-3.654970.0010.193550.2-3-0.7132-0.69897-5.998222.169363#-4.109770.00160.193550.2-2.796-0.7132-0.69897-5.947282.43934#-2.620210.0010.193

9、550.132-3-0.7132-0.87943-6.142772.208835#-5.241750.0010.193550.3-3-0.7132-0.52288-5.841632.209186#-2.470370.0010.1277430.2-3-0.8937-0.69898-6.168342.262257#-5.821230.0010.2903250.2-3-0.5371-0.69897-5.796092.26301E-05編R斜率/10-4C碘/mol/lC酸 /mol/lC丙酮/mol/l級數(shù)z級數(shù)y級數(shù)x1 #-3.672140.0020.193550.20.044282#-3.65

10、4970.0010.193550.23#-4.109770.00160.193550.24#-2.620210.0010.193550.1320.844415#-5.241750.0010.193550.36#-2.470370.0010.1277430.21.043647#-5.821230.0010.2903250.2<k>=1/7(k1+k2+k3+k4+k5+k6+k7)= 2.24735E-05故可得丙酮碘化的速率方程為：-dC 碘/dt=2.24735 X 10-5C丙 °0 84441c酸 1。04364c碘 °°04428七、結(jié)果分析1

11、、 經(jīng)過作圖后可知，在丙酮碘化反應(yīng)中反應(yīng)速率對丙酮、氫離子、碘的反應(yīng)級數(shù)分別為1、1、0。該反應(yīng)的總級數(shù)為 2.,是一個(gè)二級反應(yīng)。2、 誤差分析：(1)在配液時(shí)，用洗瓶定容不是很準(zhǔn)確，而且用移液管移液也會(huì)有誤差，最終導(dǎo)致濃度有誤差。(2)我們的第一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)間都是兩分多鐘，沒能在一分鐘左右測得 第一個(gè)數(shù)據(jù)，沒有記下能反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的最佳數(shù)據(jù)。(3)在測量吸光度時(shí)，用用秒表計(jì)時(shí)，由于主觀原因時(shí)間的記錄也存 在誤差，同時(shí)也存在儀器誤差。八、實(shí)驗(yàn)小結(jié)本次實(shí)驗(yàn)操作比較簡單，就是由于第一組數(shù)據(jù)的時(shí)間限制，如果人數(shù)不夠的話可會(huì) 手忙腳亂。同時(shí)組員之間要配合好，注意記錄時(shí)間和吸光度。實(shí)驗(yàn)總體來說還算比較成功， 5速率常數(shù)的數(shù)量級為10 ,反應(yīng)級數(shù)與理論值也比較相符。但確定對碘的反應(yīng)級數(shù)的三組數(shù)據(jù)結(jié)合在一起作圖誤差