丙酮碘化反应动力学

1. 丙酮碘化反应动力学

2. 实验目的 • 用改变初浓度法测定丙酮碘化反应的级数，确定其动力学方程式 • 用光度法测定丙酮碘化反应的速率常数 • 进一步掌握分光光度法的使用方法 • 了解复杂反应的反应机理和特征，熟悉复杂反应的表观速率常数的计算方法

3. 实验原理 • 丙酮碘化反应的速率 丙酮在酸性溶液中的碘化反应 动力学方程为 指数、、分别代表反应对丙酮、碘和H＋的反应级数

4. 实验原理 在丙酮和酸大大过量的情况下，可用少量的碘来控制反应进度，若以c(A,0)、c(H+,0)表示丙酮和酸的起始浓度，则有 若能测得反应进程中不同时刻t时碘浓度c(I2)，c(I2)对t作图应为一条直线，直线斜率的负值就是反应速率。

5. 实验原理 • 改变初始浓度分确定反应级数 为确定反应级数、、要进行4组实验，每次实验反应物的初始浓度不同。

6. 实验原理 在相同温度下，各次实验k总相同，可得 如能测出各次实验的反应速率，在n为已知的情况下，就可由以上各式确定反应级数、、

7. 实验原理 • 光度法测丙酮碘化反应速率 反应体系中除碘外，其余各物质在可见光区均无明显吸收。由比尔（Beer）定律可得

8. 实验原理 其中，T1、T2分别为时间t1、t2时体系的透光率。 式中(lgT2-lgT1)/(t2-t1)可由测定反应体系在不同时刻t的透光率T，以lgT对t作图所得直线的斜率求得，如以m表示斜率，则 r = m/k’l。可得公式 mII/mI = n mIII/mI = n mIV/mI = n

9. 实验原理 由于反应并不停留在生成一元碘化丙酮这一步上，故应测定反应刚开始一段时间的透光率 如果能测得两个或两个以上温度k总值，则可由阿伦尼乌斯公式计算反应的表观活化能。

10. 实验步骤 • 丙酮备用液的配制 吸取5mL纯丙酮50mL容量瓶中，加水稀释到刻度，用经验公式计算室温下丙酮的密度，计算所得备用液的浓度 • K’l的测定 分别吸收5mL、2.5mL碘备用液于50mL容量瓶中，加水稀释到刻度。把分光光度计波长转盘转到＝520nm处，用溶液洗比色皿数次后装入溶液。以蒸馏水为空白，测不同浓度碘的透光率。

11. 实验步骤 • 反应级数和速率常数的测定 将25mL蒸馏水加入50mL容量瓶中，按要求准确加入盐酸备用液和碘备用液，混合均匀后恒温，待测前加入丙酮备用液，迅速稀释到刻度，摇匀后转入比色皿中。在＝520nm处测定溶液的透光率，同时按下停表作为反应起始时间，以后每2min读取一个透光率数据，每个溶液取10～12个读数。 同法配制II、III、IV溶液并测定各溶液的透光率随时间的变化关系。

12. 注意事项 • 测定工作曲线，应从稀溶液测至浓溶液。 • 因只测定反应开始一段时间的透光率，故反应液混合前应恒温，混合后应立即转入比色皿中进行测定。 • 若在室温下实验且室温较低时，可适当增加丙酮或酸备用液的浓度，或在满足关系式及总体积不超过50mL的前提下，增加各备用液的用量，以加快反应，缩短测定的时间。

13. 数据记录和处理 • 由碘液浓度及所测的透光率T计算k’l的平均值 • 以表格形式列出各组溶液透光率随时间t的变化的数据。以lgT对t作图，求出各直线的斜率mI、mII、mIII、mIV，再计算反应级数、、 • 计算各次实验的k总并求平均值，若有两个温度下的k总，可计算反应活化能Ea

14. 思考题 • 动力学实验中，正确计量时间是实验的关键。本实验将反应开始混合到起算反应时间，中间有一段不算很短的操作时间。这对实验有无影响？为什么？ • 丙酮的卤化反应是复杂反应，为什么？