分光光度法測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的速率方程

分光光度法測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的速率方程第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月丙酮碘化反應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、藥品儀器四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)記錄六、數(shù)據(jù)處理八、注意事項(xiàng)九、思考題七、結(jié)果分析與討論第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.利用分光光度計(jì)測(cè)定酸催化時(shí)丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；

2.學(xué)習(xí)用孤立法測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)；

3.測(cè)定用酸作催化劑時(shí)丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)及活化能；

4.初步認(rèn)識(shí)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。。第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理

酸催化的丙酮碘化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為：該反應(yīng)能不斷產(chǎn)地生H+，它反過(guò)又起催化作用，故是一個(gè)自動(dòng)催化反應(yīng)。其速率方程可表示為：反應(yīng)速率：

式中：cE、cA、cI2、cH+--碘化丙酮、丙酮、碘及鹽酸的濃度(mol/L)；

K--速率常數(shù)；

p、q、r--丙酮、碘和氫離子的反應(yīng)級(jí)數(shù)。第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)榈馊芤涸诳梢?jiàn)光區(qū)有一個(gè)比較寬的吸收帶，而丙酮和鹽酸在該吸收帶中對(duì)光基本上沒(méi)有吸收，所以可通過(guò)測(cè)定反應(yīng)液各個(gè)時(shí)刻的消光值來(lái)獲得各個(gè)時(shí)刻的。根據(jù)朗白—比耳(Lambert-Beer)定律：第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作關(guān)系圖通過(guò)其斜率m可求得反應(yīng)速率。即由（4）式可知：第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①當(dāng)丙酮初始濃度不同，而碘、氫離子初始濃度分別相同時(shí)，即：為了確定反應(yīng)級(jí)數(shù)p、q、r，每個(gè)至少需進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，用腳注數(shù)字分別表示各次實(shí)驗(yàn)。則有：第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②同理，當(dāng)丙酮、碘的初始濃度分別相同，而酸的濃度不同時(shí)，即：則有：③同理，當(dāng)丙酮、氫離子的初始濃度分別相同，而碘的濃度不同時(shí)，即：則有：第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由兩個(gè)溫度的反應(yīng)速度常數(shù)k1與k2,從阿侖尼烏斯公式求出反應(yīng)的活化能。第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月藥品儀器儀器：①.721分光光度計(jì)；

②.超級(jí)恒溫槽；

③.移液管、吸耳球、容量瓶等；藥品：①.0.02mol/L碘溶液

②.4.0mol/丙酮

③.1mol/L鹽酸；第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)步驟開(kāi)啟超級(jí)恒溫槽預(yù)熱分光光度計(jì)調(diào)節(jié)恒溫溫度t℃測(cè)定1-4號(hào)反應(yīng)液的T值配制碘、丙酮、鹽酸及反應(yīng)液溴水及5號(hào)瓶再調(diào)節(jié)恒溫溫度(t+5)℃碘溶液及1-4號(hào)瓶設(shè)定波長(zhǎng)測(cè)定碘溶液的T值設(shè)定時(shí)間測(cè)定碘溶液的T值測(cè)定1-4號(hào)反應(yīng)液的T值第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

依次打開(kāi)“電源”開(kāi)關(guān)，“電動(dòng)泵”開(kāi)關(guān)和“加熱”開(kāi)關(guān)。第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)節(jié)接觸溫度計(jì)的膠木帽，使恒溫溫度t為“原始水溫+5℃”，保持恒溫狀態(tài)。在以上溫度的基礎(chǔ)上，再增加5℃恒溫。（以玻璃溫度計(jì)上的溫度為準(zhǔn)）第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

打開(kāi)分光光度計(jì)的開(kāi)關(guān)

儀器預(yù)熱30分鐘后即可測(cè)試。用蒸餾水調(diào)零：比色皿中裝入蒸餾水，調(diào)零。配制0.001mol·L-1碘溶液。測(cè)兩次T，求其平均值，求al值。第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按下表配制各種溶液，并預(yù)熱30min：瓶子瓶子標(biāo)示0.01mol/L碘溶液1mol/L鹽酸2.0mol/L丙酮蒸餾水50ml棕色容量瓶110ml5ml無(wú)20ml50ml棕色容量瓶210ml5ml無(wú)25ml50ml棕色容量瓶310ml10ml無(wú)15ml50ml棕色容量瓶45ml5ml無(wú)25ml100ml具塞三角瓶丙酮無(wú)無(wú)80ml無(wú)100ml具塞三角瓶蒸餾水無(wú)無(wú)無(wú)80ml第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月容量瓶編號(hào)12342.0mol/L丙酮溶液10ml5ml10ml10ml按下表加入丙酮的量

恒溫好后，取10ml丙酮加入到1號(hào)瓶中，當(dāng)加到一半時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，待丙酮全部加入后，加蒸餾水至容量瓶刻度，搖勻?；旌虾蟮娜芤旱谷氡壬笾校⑦M(jìn)行測(cè)定。每隔2min測(cè)定透光率一次，直到取得10~12個(gè)數(shù)據(jù)為止。第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其他樣品測(cè)定同上。實(shí)驗(yàn)完成后，清洗復(fù)原。第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

實(shí)驗(yàn)日期：

；①超級(jí)恒溫器的恒溫溫度：

℃；②超級(jí)恒溫器的恒溫溫度：

+5℃。第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算；2.作關(guān)系圖；3.確定直線斜率值；4.確定反應(yīng)級(jí)數(shù)p、q、r的值；5.寫(xiě)出丙酮碘化反應(yīng)速率方程；6.計(jì)算反應(yīng)活化能；7.文獻(xiàn)值。第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算的平均值：兩個(gè)溫度分別計(jì)算第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月0t(min)lgT~t關(guān)系圖lgT1號(hào)瓶3號(hào)瓶2號(hào)瓶4號(hào)瓶第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

斜率其中第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定：計(jì)算反應(yīng)速度常數(shù)k值（令p=r=1,q=0）第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)阿侖尼烏斯公式求出反應(yīng)的活化能。第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月文獻(xiàn)值：⑴.p=1、q=0、r=1⑶.活化能Ea=48kJ/mol⑵.反應(yīng)速率常數(shù)t/℃0252735103K/(L·mol-1·min-1)0.691.722.165.28第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論⑴結(jié)果：實(shí)測(cè)值為Ea=⑵計(jì)算實(shí)驗(yàn)偏差：⑶分析產(chǎn)生偏差的原因：⑷有何建議與想法？第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)：

1.反應(yīng)液混合后應(yīng)迅速進(jìn)行測(cè)定；

2.計(jì)算Ｋ時(shí)要用到初始濃度，因此實(shí)驗(yàn)中所用的濃度一定要配準(zhǔn)；

3.溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大，應(yīng)把反應(yīng)溫度準(zhǔn)確控制在實(shí)驗(yàn)溫度的±0.1℃范圍之內(nèi)。第27頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考題

1.丙酮碘化反應(yīng)中，H+為催化劑。能否把反應(yīng)速率方程中的CH+r項(xiàng)并入速率常數(shù)項(xiàng)中，為什么？

2.實(shí)驗(yàn)中若開(kāi)始計(jì)時(shí)晚了，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？為什么？

3.若盛蒸餾水的比色皿沒(méi)有洗干凈，對(duì)測(cè)定結(jié)果有什么影響？第28頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.配制和選取各反應(yīng)物的初始濃度，應(yīng)考慮哪些情況？