分光光度法測定丙酮碘化反應(yīng)的速率方程

分光光度法測定丙酮碘化反應(yīng)的速率方程第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月丙酮碘化反應(yīng)一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理三、藥品儀器四、實驗步驟五、實驗記錄六、數(shù)據(jù)處理八、注意事項九、思考題七、結(jié)果分析與討論第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實驗?zāi)康?/p>

1.利用分光光度計測定酸催化時丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；

2.學(xué)習(xí)用孤立法測定丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)；

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

4.初步認(rèn)識復(fù)雜反應(yīng)機理，了解復(fù)雜反應(yīng)的表觀速率常數(shù)的求算方法。。第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗原理

酸催化的丙酮碘化反應(yīng)是一個復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為：該反應(yīng)能不斷產(chǎn)地生H+，它反過又起催化作用，故是一個自動催化反應(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)級數(shù)。第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月因為碘溶液在可見光區(qū)有一個比較寬的吸收帶，而丙酮和鹽酸在該吸收帶中對光基本上沒有吸收，所以可通過測定反應(yīng)液各個時刻的消光值來獲得各個時刻的。根據(jù)朗白—比耳(Lambert-Beer)定律：第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月作關(guān)系圖通過其斜率m可求得反應(yīng)速率。即由（4）式可知：第6頁，課件共30頁，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，即：為了確定反應(yīng)級數(shù)p、q、r，每個至少需進(jìn)行兩次實驗，用腳注數(shù)字分別表示各次實驗。則有：第7頁，課件共30頁，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，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，即：則有：第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月由兩個溫度的反應(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，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月藥品儀器儀器：①.721分光光度計；

②.超級恒溫槽；

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，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗步驟開啟超級恒溫槽預(yù)熱分光光度計調(diào)節(jié)恒溫溫度t℃測定1-4號反應(yīng)液的T值配制碘、丙酮、鹽酸及反應(yīng)液溴水及5號瓶再調(diào)節(jié)恒溫溫度(t+5)℃碘溶液及1-4號瓶設(shè)定波長測定碘溶液的T值設(shè)定時間測定碘溶液的T值測定1-4號反應(yīng)液的T值第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

依次打開“電源”開關(guān)，“電動泵”開關(guān)和“加熱”開關(guān)。第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)節(jié)接觸溫度計的膠木帽，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。（以玻璃溫度計上的溫度為準(zhǔn)）第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

打開分光光度計的開關(guān)

儀器預(yù)熱30分鐘后即可測試。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。測兩次T，求其平均值，求al值。第14頁，課件共30頁，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20ml50ml棕色容量瓶210ml5ml無25ml50ml棕色容量瓶310ml10ml無15ml50ml棕色容量瓶45ml5ml無25ml100ml具塞三角瓶丙酮無無80ml無100ml具塞三角瓶蒸餾水無無無80ml第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月容量瓶編號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號瓶中，當(dāng)加到一半時開始計時，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?，并進(jìn)行測定。每隔2min測定透光率一次，直到取得10~12個數(shù)據(jù)為止。第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月其他樣品測定同上。實驗完成后，清洗復(fù)原。第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗數(shù)據(jù)記錄

實驗日期：

；①超級恒溫器的恒溫溫度：

℃；②超級恒溫器的恒溫溫度：

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

斜率其中第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

反應(yīng)級數(shù)的確定：計算反應(yīng)速度常數(shù)k值（令p=r=1,q=0）第23頁，課件共30頁，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，課件共30頁，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，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗結(jié)果與討論⑴結(jié)果：實測值為Ea=⑵計算實驗偏差：⑶分析產(chǎn)生偏差的原因：⑷有何建議與想法？第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項：

1.反應(yīng)液混合后應(yīng)迅速進(jìn)行測定；

2.計算Ｋ時要用到初始濃度，因此實驗中所用的濃度一定要配準(zhǔn)；

3.溫度對實驗結(jié)果影響很大，應(yīng)把反應(yīng)溫度準(zhǔn)確控制在實驗溫度的±0.1℃范圍之內(nèi)。第27頁，課件共30頁，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項并入速率常數(shù)項中，為什么？

2.實驗中若開始計時晚了，對實驗結(jié)果有無影響？為什么？

3.若盛蒸餾水的比色皿沒有洗干凈，對測定結(jié)果有什么影響？第28頁，課件共30頁，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？