丙酮碘化反應的速率方程試驗報告

1、實驗五丙酮碘化反應的速率方程實驗目的1 掌握用孤立法確定反應級數(shù)的方法；2 測定酸催化作用下丙酮碘化反應的速率常數(shù);3 通過本實驗加深對復雜反應特征的理解。實驗原理孤立法，即設計一系列溶液，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。丙酮碘化是一個復雜反應，其反應式為設丙酮碘化反應速率方程式為：dCIdtkCxCH3COCH3CHclCiz2（1）式中k為反應速率常數(shù)，指數(shù) x、y、z分別為丙酮，酸和碘的反應級數(shù)。將該式取對數(shù)后可得：（dCi、lg =lgk+xlgCcH3ocH3+ylgCHC

2、L+zlgCi2（ 2）I dt丿在上述三種物質(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)在此反應中的反應級數(shù)。同理，可得其他兩個物質(zhì)的反應級數(shù)。碘在可見光區(qū)有很寬的吸收帶，可用分光光度計測定反應過程中碘濃度隨時間變化的關系。按照比爾定律可得：A = _lgT = _lgJo丿二 abC-(3)式中A為吸光度，T為透光率，I和I 0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，a為吸光系數(shù)，b為樣品池光徑長度，以A對時間t作圖，斜率為ab（-dC碘/dt）.測得a

3、和b,可算出反應速率。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）不隨時間改變時才成立，意味著反應速率與碘的濃度無關，從而得知該反應對碘的級數(shù)為零。當控制碘為變量時，反應過程中可認為丙酮和鹽酸的濃度不變，又因為z為0,則由（2）積分可得： 將（3）代入后可得：722分光光度計 1 套 超級恒溫槽1套秒表1塊三. 儀器與試劑丙酮標準液(2.mol dni3)HCl標準液(1.9355mol dm3)I2標準液(0.01 mol dni3)容量瓶（25ml）7 個刻度移液管（5 ml ）各3支四. 實驗步驟1 .打開分光光度計，將波長調(diào)至470nm處；2. 用蒸

4、餾水作為參比溶液，反復將分光光度計調(diào)整OT、100T;3. 用分光光度計測量 ab的數(shù)值以便于算出反應速率；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間的變化數(shù)值。編號1 #2#3#4 #5#6 #7 #V (HCl)2.502.502.502.502.501.653.75V （丙酮）2.502.502.501.653.752.502.50V （碘液）5.002.504.002.502.502.502.50加入一半碘液時開始按下秒表計時，1#、3#大約每隔1min記一組數(shù)據(jù)，其他組每隔30s記一組數(shù)據(jù)。記第一組數(shù)據(jù)的時間盡量控制在1min之內(nèi)。五. 實

5、驗數(shù)據(jù)記錄及處理1、系列溶液的吸光度隨時間t的變化：（測試波長為470nm）（T=21.5 CP=1018.8hp)編號1t/s2102853654294935486056657267858449050.650.630.600.580.560.540.510.490.470.450.420.40#A7175319840732t/s1322002272552803053353754054304604950.320.300.290.280.270.260.250.240.230.210.200.19#A2322471006513t/s18725730836542548454260266572478

6、48440.510.490.480.450.430.410.380.360.330.300.280.25#A9717515027034t/s1451782122412713003303583924204514810.340.330.330.320.310.300.300.290.280.270.260.25#A4703681235575t/s1852152452753053353653954264584875150.290.280.260.250.230.220.210.190.170.150.140.12#A6396970457046t/s12215218121023827430533436

7340.340.330.330.320.310.300.290.290.280.270.26#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=289六. 數(shù)據(jù)處理1 系列溶液的吸光度 A隨時間t的變

8、化曲線:編號斜率/10-4C碘/mol/lC酸/mol/lC丙酮/mol/lIgC碘lgC酸lgC丙酮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#-2.620210.0010.193550.132-3-0.7132-0.87943-6.142

9、772.208835#-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編號斜率/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#-3.654970.0010.193550.23#-4.109770.0

10、0160.193550.24#-2.620210.0010.193550.1320.844415#-5.241750.0010.193550.36#-2.470370.0010.1277430.21.043647#-5.821230.0010.2903250.2Vk=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 。84441C酸 1。04364C碘 0。04428七、結果分析1、經(jīng)過作圖后可知，在丙酮碘化反應中反應速率對丙酮、氫離子、碘的反應級數(shù)分別為1、1、0。該反應的總級數(shù)為 2.，是一個二級反應。2、誤差分析：（1）在配液時，用洗瓶定容不是很準確，而且用移液管移液也會有誤差，最終導致濃度有誤差。（2）我們的第一個數(shù)據(jù)的時間都是兩分多鐘，沒能在一分鐘左右測得第一個數(shù)據(jù)，沒有記下能反映實驗現(xiàn)象的最佳數(shù)據(jù)。（3）在測量吸光度時，用用秒表計時，由于主觀原因時間的記錄也存 在誤差，同時也存在儀器誤差。八、實驗小結本次實驗操作比較簡單，就是由于第一組數(shù)據(jù)的時間限制，如果人數(shù)不夠的話可會手忙腳亂。同時組員之間要配合好，注意記錄時間和吸光度。實驗總體來說還算比較成功，5速率常數(shù)的數(shù)量級為10-，反應級數(shù)與理論值也比較相符。但確定對碘的反應級數(shù)的三組數(shù)據(jù)結合在一起作圖誤差較大，