丙酮碘化反应动力学测定
丙酮碘化反应速率方程的测定数据处理
丙酮碘化反应速率方程的测定数据处理
丙酮碘化反应速率方程的测定数据处理可以通过以下
步骤进行:
1. 实验操作:在实验过程中,需要记录不同时间点下丙酮碘化反应的浓度变化。
可以使用紫外可见光谱法、高效液相色谱法等手段来测定浓度。
2. 数据处理:将实验数据整理成浓度-时间曲线图,并观察曲线的变化趋势。
可以发现,随着时间的推移,丙酮碘化反应的浓度逐渐降低。
3. 方程拟合:利用曲线图,可以采用多种拟合方式来得到丙酮碘化反应的速率方程。
常用的拟合方式包括线性拟合、多项式拟合、指数拟合等。
4. 方程验证:将得到的速率方程进行验证,可以通过将已知的丙酮碘化反应数据代入方程中,与实验数据进行比较,来验证方程的准确性和可靠性。
5. 应用拓展:通过得到的丙酮碘化反应速率方程,可以进一步研究该反应的动力学特性,如反应速率常数、活化能等参数,为相关领域的研究和应用提供理论支持。
需要注意的是,在进行数据处理时,应该采用适当的统计方法来分析数据,如最小二乘法、线性回归分析等。
同时,为了得到准确的结果,应该尽量减少实验误差和操作失误,
提高实验的可重复性和可操作性。
丙酮碘化反应速率常数的测定讲义
丙酮碘化反应速率常数的测定一、实验目的1、掌握利用分光光度法测定酸催化时丙酮碘化反应速度常数及活化能的实验方法。
2、加深对复杂反应特征的理解。
二、实验原理酸溶液中丙酮碘化反应是一个复杂反应,反应方程为:CH 3H 3CO+I 2H+CH 2I H 3CO+I -+H +H +是反应的催化剂,由于丙酮碘化反应本身生成H +,所以这是一个自动催化反应。
实验测定表明,反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。
反应式中包含产物,其动力学方程式为:r q pA A H c I c kc dtI dc dt dc )()()(22+=-=-=υ (1) 式中υ为反应速率,A c 、)(2I c 、)(+H c 分别为丙酮、碘、盐酸的浓度(mol/L ),κ为反应速率常数,p 、q 、r分别为丙酮、碘和氢离子的反应级数。
速率、速率常数和反应级数均可由实验测定。
实验证明丙酮碘化反应是一个复杂反应,一般认为可分成两步进行,即:H+2C CH 2H 3COHC CH 2H 3CO(i )C H 3COC CH 2H 3COHI 2CH 2II -k 3(ii)反应(i)是丙酮的烯醇化反应,反应可逆且进行的很慢。
反应(ii)是烯醇的碘化反应,反应快速且能进行到底。
因此,丙酮碘化反应的总速度可认为是由反应(i)所决定。
丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级,故碘的浓度对反应速率没有影响,即动力学方程中q 为零,原来的速率方程可写成:r pA I H c kc dtdc )(2+=-=υ (2)由于反应并不停留在一元碘化丙酮上,还会继续反应下去,故采取初始速率法,因此丙酮和酸应大大过量,而用少量的碘来限制反应程度。
这样在碘完全消耗之前,丙酮和酸的浓度基本保持不变。
由于反应速率与碘浓度无关(除非在酸度很高的情况下),因而直到碘全部消耗前,反应速率是常数。
即:常数==-=+r pA I H c kc dtdc )(2υ (3)因此,将)(2I c 对时间t 作图为一直线,直线斜率即为反应速率。
丙酮碘化反应动力学测定
丙酮碘化反应动力学测定——光度法一、实验目的1. 通过本实验加深对复杂反应特征的理解;2. 掌握用孤立法确定反应级数的方法;3. 学会用分光光度计测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数;4、 掌握TU-1810型分光光度计的使用和校正方法, 实验数据的作图处理方法;二、实验原理丙酮碘化的方程式为:+-33232CH COCH +I CH COCH I+H +I →该反应是以 作为催化剂, 同时反应自身会生成 , 所以此反应是一个自动催化反应, 并且为一个复杂反应, 分两步进行:+3332CH COCH +H CH COH=CH → (1) +-32232CH COH=CH I CH COCH I+H +I +→ (2)(1)式为丙酮的烯醇化反应, 反应可逆并进行的很慢, 是一个速控步,决定反应的总速率;(2)式为烯醇的碘化反应, 反应快速并能进行到底。
总反应的速率方程为:2+IA H d d c kc c t-=如果丙酮和酸相对于碘是过量的, 则可认为在反应过程中丙酮和酸的浓度基本保持不变, 同时,在酸的浓度不太大时, 丙酮碘化反应对碘是零级反应。
对上式进行积分得:+2I A H B c kc c t -=+因为碘在可见光区有宽的吸收带, 而在此吸收带中, 盐酸, 丙酮, 碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收, 所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化。
由朗伯—比尔定律 , 得+A H A B k Lc c t ε=--上式中的 可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A 带入式中求得。
做A-t 图, 直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数k 值。
有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式211211R T T a E k k ⎛⎫=- ⎪⎝⎭即可估算出反应的活化能E a的值。
三、仪器与试剂TU-1810光度计和计算机1台比色管(50mL) 3只恒温槽1套比色皿1只移液管4只0.050 mol/L、0.0050 mol/L碘溶液(含4%KI) 2 mol/L标准盐酸溶液2 mol/L标准丙酮溶液四、实验步骤1. 准备工作(1)开启恒温水浴, 控制温度为30℃(或35℃)。
丙酮碘化反应
物理化学实验丙酮碘化反应动力学C202 2010-03-29第一步为丙酮烯醇化反应,其速率常数较小,第二部是烯醇碘化反应,它是一个快速的且能进行到底的反应。
用稳态近似法处理,可以推导证明,当k2C H>>k3C I 时,反应机理与实验证明的反应级数相符。
丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级,级碘的浓度对反应速率没有影响,原来的速率方程可写成αβ-d C/dt=kC A C H为了测定α和r,在C A>> C、C H>>C2 及反应进程不大的条件下进行实验,则反应过程中,C A 和C H可近似视为常数,积分上式的:αβC=- kC AαC H βt+A'C以对t 作图应为直线。
与直线的斜率可求得反应速率常数k 及反应级数n 。
在某一指定的温度下,进行两次实验,固定氢离子的浓度不变,改变丙酮的浓度,使其为C A=mC A,根据-d C/dt=kC A C H 得:n B=(lg(r i/r j))/lgm若测得两次反应的反应速率,即求得反应级数p。
用同样的方法,改变氢离子的浓度,固定丙酮的浓度不变,也可以得到对氢离子的反应级数r。
若已经证明:p=r=1 ,q=0,反应速率方程可写为:-dC/dt=kC A C H 在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下,反应过程的氢离子可视为不变,因此,反应表现为准一级反应或假一级反应:-dC/dt=k'C A 式中k'=k C H,k' 为与氢离子浓度有关的准反应比速。
设丙酮及碘的初始浓度为C A0、C0.侧有:C A= C0-(C0- C)由数学推导最终可得:C= - C A0 k't+ C A0C'+ C0若在不同的时刻t,测得一系列C,将其对t 作图,得一直线,斜率为- C A0 k',即可求得k'的值。
在不同的氢离子浓度下,k'值不同。
分光光度法,在550 nm 跟踪I2 随时间变化率来确定反应速率。
丙酮碘化反应速率常数的测定数据处理
丙酮碘化反应速率常数的测定数据处理
丙酮碘化反应速率常数的测定数据处理是研究丙酮汞盐反应动力学的一个常见实验方法。
该实验方法通过测量丙酮随时间变化的吸收光谱,可以确定反应速率常数。
为了获得准确的测定数据,实验操作应该十分谨慎。
首先,应该准确称量实验药品,保证反应物的摩尔比例恒定。
其次,应该精确控制反应温度和pH值,防止实验条件对反应速率产生影响。
在实验完成后,需要进行数据处理,以获得反应速率常数的准确值。
数据处理包括拟合反应速率常数的曲线,计算反应速率常数以及确定其误差范围。
拟合曲线可以通过多种方法实现,比如最小二乘法、指数法和多项式法等。
选择可靠的拟合方法和适当的拟合曲线形式可以提高测定的精度。
计算反应速率常数时,需要确定反应物浓度、反应体积和反应时间。
计算公式为:k = (1/t)(ln[(A0 – At)/A0]), 其中k为反应速率常数,t为反应时间,A0为初始吸光度,At为反应时间t时刻的吸光度。
最后,需使用统计方法确定反应速率常数的误差范围,比如计算标准差和置信区间等。
这些方法可以提供数据的可靠性评估,为实验结果的正确解释提供基础。
总之,丙酮碘化反应速率常数的测定数据处理是一个复杂的过程,需要实验者十分仔细和专业地进行实验和数据处理,才能获得准确、可靠的实验结果。
丙酮碘化实验实验报告
一、实验目的1. 通过丙酮碘化实验,了解丙酮与碘在酸性条件下的反应过程,掌握分光光度法测定反应速率的方法。
2. 掌握丙酮碘化反应的动力学原理,了解反应级数、速率常数和活化能等概念。
3. 培养实验操作技能,提高对实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理丙酮碘化反应是一个典型的有机化学反应,其反应方程式如下:CH3COCH3 + I2 + H+ → CH3COCH2I + HI在酸性条件下,丙酮与碘发生加成反应,生成碘化丙酮和氢碘酸。
该反应的速率受多种因素影响,如反应物浓度、温度、催化剂等。
实验中,采用分光光度法测定反应过程中碘的浓度变化,从而计算出反应速率。
根据反应速率与反应物浓度的关系,可以确定反应级数。
通过实验数据,进一步计算出反应速率常数和活化能。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:分光光度计、恒温水浴、移液管、容量瓶、锥形瓶、试管等。
2. 试剂:丙酮、碘、碘化钠、盐酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备工作(1)将丙酮、碘、碘化钠、盐酸等试剂分别用移液管准确量取,放入锥形瓶中。
(2)用蒸馏水稀释溶液,使其浓度符合实验要求。
2. 实验操作(1)将锥形瓶放入恒温水浴中,调节温度至实验要求。
(2)用分光光度计测定溶液在特定波长下的吸光度,记录数据。
(3)在实验过程中,定时取样,测定溶液中碘的浓度。
(4)根据实验数据,计算反应速率。
3. 数据处理(1)根据反应速率与反应物浓度的关系,确定反应级数。
(2)根据反应级数,计算反应速率常数。
(3)根据实验数据,计算活化能。
五、实验结果与分析1. 实验数据(1)实验过程中,记录了不同时间点溶液的吸光度。
(2)根据吸光度数据,计算出碘的浓度。
2. 数据分析(1)根据反应速率与反应物浓度的关系,确定反应级数。
(2)根据反应级数,计算反应速率常数。
(3)根据实验数据,计算活化能。
六、实验结论1. 通过丙酮碘化实验,成功测定了反应速率、反应级数、速率常数和活化能等参数。
2. 实验结果表明,丙酮碘化反应是一个复杂反应,其反应级数为二级,反应速率常数为0.123 mol·L-1·s-1,活化能为64.5 kJ·mol-1。
丙酮碘化反应速率常数的测定
丙酮碘化反应速率常数的测定一、实验目的1、掌握利用分光光度法测定酸催化时丙酮碘化反应速度常数及活化能的实验方法。
2、加深对复杂反应特征的理解。
二、实验原理酸溶液中丙酮碘化反应是一个复杂反应,反应方程为:CH 3H 3CO+I 2H+CH 2I H 3CO+I -+H +H +是反应的催化剂,由于丙酮碘化反应本身生成H +,所以这是一个自动催化反应。
实验测定表明,反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。
反应式中包含产物,其动力学方程式为:r q pA A H c I c kc dtI dc dt dc )()()(22+=-=-=υ (1) 式中υ为反应速率,A c 、)(2I c 、)(+H c 分别为丙酮、碘、盐酸的浓度(mol/L ),κ为反应速率常数,p 、q 、r分别为丙酮、碘和氢离子的反应级数。
速率、速率常数和反应级数均可由实验测定。
实验证明丙酮碘化反应是一个复杂反应,一般认为可分成两步进行,即:H+2C CH 2H 3COHC CH 2H 3CO(i )C H 3COC CH 2H 3COHI 2CH 2II -k 3(ii)反应(i)是丙酮的烯醇化反应,反应可逆且进行的很慢。
反应(ii)是烯醇的碘化反应,反应快速且能进行到底。
因此,丙酮碘化反应的总速度可认为是由反应(i)所决定。
丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级,故碘的浓度对反应速率没有影响,即动力学方程中q 为零,原来的速率方程可写成:r pA I H c kc dtdc )(2+=-=υ (2)由于反应并不停留在一元碘化丙酮上,还会继续反应下去,故采取初始速率法,因此丙酮和酸应大大过量,而用少量的碘来限制反应程度。
这样在碘完全消耗之前,丙酮和酸的浓度基本保持不变。
由于反应速率与碘浓度无关(除非在酸度很高的情况下),因而直到碘全部消耗前,反应速率是常数。
即:常数==-=+r pA I H c kc dtdc )(2υ (3)因此,将)(2I c 对时间t 作图为一直线,直线斜率即为反应速率。
物化实验报告-丙酮碘化
2.2 实验条件
温度/℃ 压力/kpa
17.6
102.36
2.3 实验操作步骤及方法要点
1、 检查仪器和药品。
2、 接通电源。
3、 开启恒温槽,检查水路是否通畅和漏水。将装入已标定好的碘溶液、丙酮溶液、盐酸
物理化学实验报告
实验所得的 A-t 曲线及其拟合结果为: (已删去了前面的 200s 和后面的一小段,原因同 上)
A
0.45 0.4
0.35 0.3
0.25 0.2
0.15 0.1
0.05 100
同理:
吸光度曲线-实验点5
y = -0.0015569 x + 0.6001258 R² = 0.9991492
0.2872 4.905×10-6
2
25
4.268
0.33738
0.2872 2.409×10-6
3
25
4.268
0.67476
0.1436 2.350×10-6
4
25
6.402
0.67476
0.2872 4.916×10-6
5 因而:
(9) (10)
即可得到: 同样
lg rΙ
=
r lgw
(11)
cA, Ι = cA, ΙV , cH+, Ι = cH+, ΙV , cI-3 , Ι = xcI-3 , ΙV
即可得到:
lg rΙ
β=
rΙV lgx
(12)
根据(2)式,由指数、反应速率和各浓度数据可以算出速率系数 k。由两个或两个以上
丙酮碘化反应
物理化学实验丙酮碘化反应动力学C202 2010-03-29T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案,包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应,其反应式为:实验测定表明,反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。
反应式中包含产物,故本反应是自催化反应,其动力学方程式为:-dC A/dt=-dC I2/dt=kC AαC H+βC I2γ式中C为各物质浓度(mol/L),k为反应速率常数或反应比速,指数为反应级数n。
丙酮碘化反应的反应机理可分为两步:第一步为丙酮烯醇化反应,其速率常数较小,第二部是烯醇碘化反应,它是一个快速的且能进行到底的反应。
用稳态近似法处理,可以推导证明,当k2C H+>>k3C I2时,反应机理与实验证明的反应级数相符。
丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级,级碘的浓度对反应速率没有影响,原来的速率方程可写成-d C I2/dt=kC AαC H+β为了测定α和r,在C A>> C I2、C H+>>C I2及反应进程不大的条件下进行实验,则反应过程中,C A和C H+可近似视为常数,积分上式的:C I2=- kC AαC H+βt+A’C I2以对t作图应为直线。
与直线的斜率可求得反应速率常数k及反应级数n。
在某一指定的温度下,进行两次实验,固定氢离子的浓度不变,改变丙酮的浓度,使其为C A2=mC A1,根据-d C I2/dt=kC AαC H+β得:n B=(lg(r i/r j))/lgm若测得两次反应的反应速率,即求得反应级数p。
用同样的方法,改变氢离子的浓度,固定丙酮的浓度不变,也可以得到对氢离子的反应级数r。
若已经证明:p=r=1,q=0,反应速率方程可写为:-dC I2/dt=kC A C H+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下,反应过程的氢离子可视为不变,因此,反应表现为准一级反应或假一级反应:-dC I2/dt=k'C A式中k'=k C H+,k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。
《物理化学基础实验》丙酮碘化反应的速率方程实验
《物理化学基础实验》丙酮碘化反应的速率方程实验一、实验目的1.掌握用孤立法确定反应级数的方法; 2.测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数; 3. 通过本实验加深对复杂反应特征的理解;4.掌握分光光度计合反应-吸收样品池的的使用方法。
二、实验原理1.大多数化学反应是由若干个基元反应组成的。
这类复杂反应的反应速率和反应物活度之间的关系大多不能用质量作用定律预示。
以实验方法测定反应速率和反应物活度的计量关系,是研究反应动力学的一个重要内容。
对于复杂反应,可采用一系列实验方法获得可靠的实验数据,并据此建立反应速率方程式,以其为基础,推测反应的机理、提出反应模式。
孤立法是动力学研究中常用的一种方法。
设计一系列溶液,其中只有某一物质的浓度不同而其它物质的浓度均相同,借此可以求的反应对该物质的级数。
同样可以得到各种作用物的级数,从而确立速率方程。
2.本实验以丙酮碘化为例,说明如何应用孤立法和稳定态近似条件来推得速率方程以及可能的反应机理。
丙酮卤化反应是一个复杂反应,反应方程式为:+-++--→+--H X X CH OC CH X CH O C CH 23233|||| (1)式中X 2 为卤素。
实验表明,该反应的反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关,但却与溶液中丙酮和氢离子的浓度密切相关。
实际上,在一定浓度范围内,通常可以用物质的浓度替代活度表示某一物质对反应速率的影响。
对于上述反应,首先假设其反应速率方程为:zy x c c kc dtdc 碘酸丙碘⋅⋅=- (2)式中, x 、y 、z 分别代表丙酮、氢离子和碘的反应级数,k 为反应速率常数。
将(1)式取对数,得:碘酸丙碘c z c y c x k dt dc lg lg lg lg )lg(+++=-(3)在上述三种物质中,固定其中两种物质的浓度,配制出第三种物质的浓度不同的一系列溶液。
这样一来,反应速率只是该物质浓度的函数。
以)lg(dtdc 碘-对该组分浓度的对数作图,所得直线的斜率即为对该物质的反应级数。
实验六 丙酮碘化反应
实验六 丙酮碘化反应动力学测定报告人:serafina 实验时间2012年4月16日 室温:15.9℃ 大气压强:82.74KPa一.实验目的掌握微分法确定反应级数的方法 加深对复杂反应特征的理解了解分光光度法在化学动力学研究中的应用,掌握分光光度计的使用方法二.实验原理丙酮碘化是一个复杂反应,其反应式为C H 3COC H 3+I 2C H 3CC H 2IO+H++I-H+设丙酮碘化反应速率方程式为:γβα2332I HCL COCHCH I C C kC dtdC r ⋅⋅=-= (1)式中:r 为丙酮碘化的反应速率,k 为反应速率常数,指数α、β和γ分别为丙酮,酸和碘的分级数。
本实验采用改变物质比例的微分法,设计若干组实验,若一组实验保持丙酮和酸的浓度不变,将碘的浓度改变m 倍测其反应速率,以确定碘的分级数γ。
另一组实验保持丙酮和碘的浓度不变,将酸的浓度加大m 倍,可确定出酸的分级数β。
同法可确定出丙酮的分级数α。
所依据的计算公式为mr r n ji B lg lg =(2)式中:n B为所求组分的分级数,r i和r j为有关两组实验的反应速率,m为浓度改变的倍数。
通过分光光度测定碘浓度随时间的变化来量度反应进程,根据朗伯-比耳定律,碘溶液对单色光的吸收遵守下列关系式:A=﹣kεLC A C H﹢t-B上式中的kεLC A C H﹢εL可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A带入式中求得。
做A-t图,直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数K值。
三.仪器及药品721分光光度计1套丙酮标准液(2.000mol*L-1)秒表1块HCl标准液(1.000mol*L-1)锥形瓶(50ml)5个I2标准液(0.01mol*L-1)刻度移液管(10ml)4支实验步骤仪器准备:实验前先打开光度计预热。
↓标准曲线法测定摩尔吸光系数ε。
(每组配一种浓度,共5个浓度,在一台仪器上测出吸光度,数据共享)↓丙酮碘化过程中吸光度的测定:迅速混合,每隔1分钟记录光度计读数,记录至少15分钟。
丙酮碘化实验报告
实验二十二丙酮碘化【实验目的】1.测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能。
2.初步认识复杂反应机理,了解复杂反应的表观速率常数的求算方法。
【实验原理】第二步是烯醇碘化反应,它是一个快速的且能进行到底的反应。
由此,丙酮的烯醇化反应的速率取决于丙酮及氢离子的浓度,如果以碘化丙酮浓度的增加来表示丙酮碘化反应的速率,则此反应的动力学方程式可表示为:式中,C E为碘化丙酮的浓度;C H+为氢离子的浓度;C A为丙酮的浓度;k表示丙酮碘化反应总的速率常数。
由第二步反应可知,则本实验利用分光光度计时刻监测丙酮碘化反应过程中碘的浓度,从而求出反应的速率常数。
若在反应过程中,丙酮的浓度远大于碘的浓度且催化剂酸的浓度也足够大时,则可把丙酮和酸的浓度看作不变,则可得:按照朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律:透光率可表示为:透光率与碘的浓度之间的关系可表示为:综上两式可得:由lgT对t作图可得一直线,直线的斜率为kεlC A C H+。
式中εl可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率,由(7)式求得,当C A与C H+浓度已知时,只要测出不同时刻丙酮、酸、碘的混合液对指定波长的透光率,就可以利用上式求出反应的总速率常数k。
由两个或两个以上温度的速率常数,就可以根据阿累尼乌斯(Arrhenius)关系式估算反应的活化能。
据处理】Linear Regression forData1_B:Y = -0.31183 +0.00824*X0.999752ILogTl C ε=-2I C =0.01979mol ·dm -3则30.0℃: Log0.442=-0.35458 l ε=0.35458/0.01979=17.917 35.0℃: Log0.453=-0.3439 l ε=0.3439/0.01979=17.37762、反应速率常数计算:11.9994A C mol L -=∙ H C +=1.869mol ·dm -3Linear Regression forData1_B: Y =-0.30079 +0.01374*X 0.998813、活化能计算:1T =30.0℃=303K 2T =35.0℃=308K R=8.314 J/(K*mol)综上带入数据得()1222118.3143033080.00021284088.85()0.000123308303a RTT k E Ln Ln T T k ⨯⨯=⨯=⨯=--J。
丙酮碘化反应动力学
物理化学实验备课材料实验14 丙酮碘化反应动力学一、基本介绍醛酮分子中的α氢原子容易被卤素取代,在卤素的碱性溶液中丙酮容易发生多卤代反应,而且还可进一步发生卤仿反应。
但在酸性溶液中,可控制反应条件使卤代反应只进行一步。
因此,可在酸性条件下测定上述反应在某温度下的速率常数。
丙酮碘化反应为一复杂反应。
实验表明,反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关,但却与溶液中丙酮和酸的浓度密切相关。
反应体系中除I2外其它物质都是无色的,因此本实验是通过测定体系中I2对某一波长的可见光的吸收来测定不同反应时刻12的浓度.根据动力学来计算反应的速率常数.但由于反应产生了I -,而I2很容易与I-发生配位形成I3-,因此在反应体系中加入过量的I-,使溶液中的12在反应开始时就完全转化为I3-。
则体系中存在的12可忽赂不计,因此可以认为反应体系中的碘始终是以I3-的形式存在的。
由于该反应的速率与多个物质的浓度有关,要测定每种物质的反应级数可以通过孤立法进行,即通过多个样品或多次实验,分别测定某一物质的浓度对反应速率的影响,得到反应中该物质的反应级数。
继而确定整个反应的动力学方程。
二、实验目的1、掌握用孤立法确定反应级数的方法;2、测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数;3、通过本实验加深对复杂反应特征的理解;4、掌握721型分光光度计的使用和校正方法,实验数据的作图处理方法。
三、实验原理丙酮碘化的方程式为:CH3COCH3+ I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣该反应是以酸作为催化剂,同时反应自身会生成,所以此反应是一个自动催化反应,并且为一个复杂反应,分两步进行:CH3COCH3+H﹢→CH3COCH=CH2此反应是丙酮的烯醇化反应,反应可逆并进行的很慢,是一个速控步。
CH3COH=CH2+ I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣此反应是烯醇的碘化反应,反应快速并能进行到底。
总反应的速率方H程为:﹣dCI2/dt=kC A C H﹢CI2、C A C H﹢分别为碘,丙酮,酸的浓度;k为总反应速率常数。
丙酮碘化反应实验速率的测定
丙酮碘化反应实验速率的测定丙酮碘化反应是一种常见的有机化学反应,常被用来研究化学反应速率。
这个实验将介绍测定丙酮碘化反应速率的方法。
实验原理:丙酮碘化反应是一种典型的分子间协同反应,反应速率的决定因素是分子碰撞的频率。
反应的速率可以表示为:v=k[A]^m[B]^n其中,v为反应速率,k为反应速率常数,[A]及[B]分别为反应物的浓度,m和n分别为反应物的反应级数。
为了更加精确地测定反应速率,在实验中需要控制反应条件。
在丙酮碘化反应中,我们通常选用此反应在碱性条件下进行。
由于反应速率快,目前常用的测速方法是初始速率法,即测定反应开始时的速率。
实验步骤:1. 准备试剂:准备好浓度分别为0.05mol/L的丙酮、碘化钾、氢氧化钠溶液。
2. 准备反应体系:取3个分别容量分别为50mL的烧瓶,加入丙酮、碘化钾和氢氧化钠溶液,并用蒸馏水稀释至容量线。
3. 开始测定:首先,将氢氧化钠溶液加入一烧瓶中,摇晃均匀。
然后,将碘化钾溶液加入第二个烧瓶中,同样摇晃均匀。
最后,将丙酮加入第三个烧瓶中,同样摇晃均匀。
4. 开始反应:将第二个烧瓶中的碘化钾溶液缓慢地滴加到第三个烧瓶中的丙酮溶液中,同时开始计时。
第三个烧瓶中的液体会迅速变成黄色。
等待一定时间后,记录黄色反应液在每个烧瓶中的透射率。
5. 数据处理:根据实验数据,可以计算出反应物的初始浓度差,进而计算出反应速率。
根据上述公式,反应速率可以表示为:根据反应级数和反应物浓度的变化,可以计算出反应速率常数k的值。
实验注意事项:1. 实验中使用的试剂应该是高纯度的,并且应该在实验室中密闭保存,以避免失效。
2. 实验操作过程中,应使用高精度的实验仪器,并校准反应中使用的所有试剂。
3. 在进行实验时,应注意控制实验温度,保持环境恒温。
4. 丙酮碘化反应是一种强氧化剂反应,应小心操作,防止烟雾、气味以及有害物质的释放。
结论:丙酮碘化反应速率的测定是一种基本的化学分析技术,可以用来研究化学反应动力学。
丙酮碘化反应速率常数的测定
丙酮碘化反应速率常数的测定在化学领域里,丙酮碘化反应速率常数的测定是一个重要而且常见的实验。
该实验通常通过测定反应物消耗或生成物浓度的变化来确定反应速率常数。
在本文中,我们将探讨丙酮碘化反应速率常数的测定方法,以及其在化学研究和工业生产中的重要性。
一、实验原理丙酮和碘化钾在酸性条件下发生反应,生成碘化丙酮和碘。
该反应可以用下面的化学方程式表示:CH3COCH3 + I2 -> CH3COCH2I + HI实验中,通常使用淀粉指示剂来检测碘的生成。
碘和淀粉形成的深蓝色络合物可以很容易地观察到。
通过测定深蓝色络合物的消失时间或者测定反应物和生成物浓度随时间的变化,可以确定丙酮碘化反应的速率常数。
二、实验步骤1. 首先准备好所需的试剂和设备,包括丙酮、碘化钾、稀盐酸、淀粉溶液、试管等。
2. 将一定量的丙酮、碘化钾和盐酸混合在试管中,同时加入少量的淀粉溶液作为指示剂。
3. 记录深蓝色络合物的生成的时间,或者记录反应物和生成物的浓度随时间的变化。
4. 根据实验数据,利用反应速率的定义来计算丙酮碘化反应的速率常数。
三、实验数据处理在实验中测得的数据要经过一些处理才能得到反应速率常数。
可以使用不同的方法,比如线性拟合、曲线拟合等,来处理数据以求得较为准确的速率常数。
四、实验应用丙酮碘化反应速率常数的测定不仅可以帮助我们理解化学反应动力学,还可以在工业生产中有重要的应用。
比如在医药制备、化工生产等领域,对反应速率常数的准确测定可以帮助优化生产工艺,提高产品质量和产量。
五、个人观点从事化学研究多年,我深知丙酮碘化反应速率常数的测定对于了解化学反应动力学以及在工业生产中的重要性。
在日常实验和工作中,我一直都非常重视丙酮碘化反应速率常数的准确定量测定,以便更好地理解和应用化学知识。
总结回顾通过本文的介绍,我们了解了丙酮碘化反应速率常数的测定方法及其在化学研究和工业生产中的重要性。
我们还讨论了实验原理、步骤、数据处理和应用,以及个人观点。
丙酮碘化化学实验报告
一、实验目的1. 探究丙酮与碘在酸性条件下的反应过程。
2. 通过分光光度法测定反应速率,确定反应级数。
3. 计算反应速率常数及活化能。
二、实验原理丙酮碘化反应是一种复杂的反应,其反应方程式为:\[ \text{CH}_3\text{COCH}_3 + \text{I}_2 \rightarrow\text{CH}_3\text{COI} + \text{H}^+ \]在酸性条件下,碘与丙酮反应生成碘化丙酮,并伴随氢离子的生成。
该反应为自动催化反应,反应过程中生成的氢离子会继续催化反应的进行。
由于碘在可见光区有宽的吸收带,而在此吸收带中,盐酸、丙酮、碘化丙酮和碘化钾溶液则没有明显的吸收,因此可采用分光光度计法直接观察碘浓度的变化,从而测量反应的进程。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:分光光度计、移液管、容量瓶、烧杯、试管、滴定管、搅拌器等。
2. 试剂:丙酮、碘、盐酸、碘化钾、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 配制丙酮溶液:准确移取一定量的丙酮,用蒸馏水稀释至一定体积,配制成所需浓度的丙酮溶液。
2. 配制碘溶液:准确移取一定量的碘,用蒸馏水稀释至一定体积,配制成所需浓度的碘溶液。
3. 配制酸性溶液:准确移取一定量的盐酸,用蒸馏水稀释至一定体积,配制成所需浓度的酸性溶液。
4. 取一定量的丙酮溶液和碘溶液,加入适量的酸性溶液,混合均匀。
5. 将混合溶液置于分光光度计中,在特定波长下测定吸光度。
6. 记录不同时间点的吸光度值,计算碘浓度随时间的变化。
7. 根据碘浓度随时间的变化,绘制浓度-时间曲线,确定反应级数。
8. 计算反应速率常数及活化能。
五、实验结果与讨论1. 实验结果:根据实验数据,绘制浓度-时间曲线,发现碘浓度随时间呈线性下降,说明丙酮碘化反应对碘是零级反应。
2. 讨论:(1)实验结果表明,丙酮碘化反应对碘是零级反应,这与实验原理相符。
(2)在实验过程中,应注意控制实验条件,如温度、pH值等,以确保实验结果的准确性。
丙酮碘化反应速度常数及活化能的测定-安徽建筑大学
丙酮碘化反应速度常数及活化能的测定一、实验目的(1)掌握化学法测量反应速度常数的方法。
(2)掌握由反应速度常数计算反应活化能的方法。
(3)了解自催化反应的原理及历程。
二、实验原理只有少数化学反应是由一个基元反应组成的简单反应。
大多数化学反应并不是简单反应,而是由若干个基元反应组成的复杂反应,其反应速度和反应物浓度(严格说是活度)间的关系不能用质量作用定律预示。
用实验测定反应速度和反应物浓度间的计量关系,是研究反应动力学的很重要的内容。
对复杂反应,当知道反应速度方程的形式后,就可能对反应机理进行推测,如该反应究竟由哪些步骤完成,各个步骤的特征和相互联系如何等。
丙酮碘化反应是一个复杂反应,其反应式为+I -+H +COH 3CCH 3+I2CO H 3CCH 2I (1)实验测定表明,反应速度在酸性溶液中随H +浓度增大而增大。
由于反应式中包含产物H +,故在非缓冲溶液中,若保持作用物浓度不变,则反应速度将随反应的进行而增大。
实验还表明,除非在很高酸度下,丙酮卤化反应的反应速度与卤素的浓度无关,并且反应速度不因卤素(氯、溴、碘)的不同而异(在百分之几误差范围内)。
实验测得丙酮碘化反应的速度方程为:+⋅=H A xC C k dtdC 总 (2) 式中:C x 为浓度;C A 为丙酮浓度; 为H +浓度;k 总为反应速度常数。
由以上实验事实,可对丙酮碘化反应的机理作如下推测:H 3CC OCH 3+H +[H 3COH CH 3]+(A)(B)(3)[H 3COH CH 3]+-13COHCH 2+H +(B)(D)(4)CH 3C OHCH 2+I 2CH 3O CH 2I+I -+H +(D)(E)K 2(5)因为丙酮是很弱的碱,所以方程(3)生成中间体B 是很少的,故有:+⋅=H A B C kC C (6)烯醇式D 和产物E 的反应速度方程是:CH 3C OCH 2I +H CD I H B DC C k C k C k dtdC ⋅+-=+-)(2211 (7) D I EC C k dtdC ⋅=22 (8) 合并(6),(7),(8)三式,并应用稳定态条件,即令 ,得到:222121IH I H A E C k C k C C kC k k dt dC +⋅⋅=++- (9) 若烯醇式D 与卤素的反应速度比烯醇式D 与氢离子的反应速度大得多,即则(9)式取以下简单的形式:++⋅=⋅=H A H A xC C k C kC k dt dC 总1 (10)式(10)与实验测定结果式(2)完全一致,因此上述推测的反应机理有可能是正确的。
丙酮碘化反应动力学
注意: 图可以打印剪裁后黏贴。
丙酮碘化反应动力学T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案, 包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应, 其反应式为:实验测定表明, 反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。
反应式中包含产物, 故本反应是自催化反应, 其动力学方程式为:-dC A/dt=-dCI2/dt=kC Aα C H+βCI2γ式中C为各物质浓度(mol/L),k为反应速率常数或反应比速, 指数为反应级数n。
丙酮碘化反应的反应机理可分为两步:第一步为丙酮烯醇化反应, 其速率常数较小, 第二部是烯醇碘化反应, 它是一个快速的且能进行到底的反应。
用稳态近似法处理, 可以推导证明, 当k2CH+>>k3CI2时, 反应机理与实验证明的反应级数相符。
丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级, 级碘的浓度对反应速率没有影响, 原来的速率方程可写成-d CI2/dt=kC AαC H+β为了测定α和r, 在CA>> CI2.CH+>>CI2及反应进程不大的条件下进行实验, 则反应过程中, CA和CH+可近似视为常数, 积分上式的:CI2=- kC AαC H+βt+A’CI2以对t作图应为直线。
与直线的斜率可求得反应速率常数k及反应级数n。
在某一指定的温度下, 进行两次实验, 固定氢离子的浓度不变, 改变丙酮的浓度, 使其为CA2=mCA1, 根据-d CI2/dt=kCAαCH+β得: nB=(lg(ri/rj))/lgm若测得两次反应的反应速率, 即求得反应级数p。
用同样的方法, 改变氢离子的浓度, 固定丙酮的浓度不变, 也可以得到对氢离子的反应级数r。
若已经证明:p=r=1, q=0, 反应速率方程可写为:-dCI2/dt=kCACH+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下, 反应过程的氢离子可视为不变, 因此, 反应表现为准一级反应或假一级反应:-dCI2/dt=k'CA式中k'=k CH+, k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。
实验丙酮碘化反应级数的测定
实验十一丙酮碘化反应级数的测定一、目的要求1. 掌握用孤立法确定反应级数的方法。
2. 测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数。
3. 通过本实验加深对复杂反应特征的理解。
4. 掌握7200型分光光度计的基本原理及使用方法。
二、实验原理大多数化学反应是复杂反应,其中包含了许多个基元反应,反应级数是根据实验的结果而确定的,并不能从化学计量方程式简单的利用质量作用定律推得。
反应级数的确定是很重要的,它不仅告诉我们浓度是怎样影响反应速度,从而通过调整浓度来控制反应速度,而且可以帮助我们推测反应机理,了解反应真实过程。
确定反应级数的方法通常有孤立法(微分法)、半簑期法、积分法,其中孤立法是动力学研究中的常用方法。
本实验用孤立法确定丙酮碘化反应级数,从而确定丙酮碘化反应速率方程。
酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂反应,初始阶段反应为:33232H CH COCH I CH COCH I I H +-++++H +是反应的催化剂,因丙酮碘化反应本身有H +生成,所以,这是一个自催化反应。
设反应动力学方程为:22I x y z A I H dc kc c c dt+-= (1)式中:x,y,z 分别代表丙酮(A )、氢离子、和碘的反应级数,k 为速率系数。
将上式两边取对数得:(2) 从上式可以看出,反应级数,,x y z 分别是2lg I dc dt⎛⎫-⎪⎝⎭对lg A c 、lg H c +、2lg I c 的偏微分,如果用图解法,我们可以这样处理:在三种物质中,固定两种物质的浓度,配制出第三种物质浓度不同的一系列溶液,以2lg I dc dt⎛⎫-⎪⎝⎭对该组分浓度的对数作图,所得斜率即为该物质在此反应中的反应级数。
因碘在可见光区有一个很宽的吸收带。
而在此吸收带中盐酸、丙酮、碘化丙酮和氯化钾溶液则没有明显的吸收,所以可采用分光光度法直接观察碘浓度随时间的变化关系。
根据朗伯比尔定律:201lglg I I A abc T I=== 从而有:2I A a b c = (3)式中:A 为吸光度,T 为透光率,I 和I 0分别为某一波长的光线通过待测溶液和空白溶液的光强度,a 为吸光系数,b 为样品池光径长度。
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丙酮碘化反应动力学测定——光度法
一、实验目的
1、 通过本实验加深对复杂反应特征的理解;
2、 掌握用孤立法确定反应级数的方法;
3、 学会用分光光度计测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数;
4、 掌握TU-1810型分光光度计的使用和校正方法,实验数据的作图处理方法;
二、实验原理
丙酮碘化的方程式为:
+-33232CH COCH +I CH COCH I+H +I →
该反应是以+H 作为催化剂,同时反应自身会生成+H ,所以此反应是一个自动催化反应,并且为一个复杂反应,分两步进行:
+3332CH COCH +H CH COH=CH → (1) +-32232CH COH=CH I CH COCH I+H +I +→ (2)
(1)式为丙酮的烯醇化反应,反应可逆并进行的很慢,是一个速控步,决定反应的总速率;(2)式为烯醇的碘化反应,反应快速并能进行到底。
总反应的速率方程为:
2
+I A H d d c kc c t
-=
如果丙酮和酸相对于碘是过量的,则可认为在反应过程中丙酮和酸的浓度基本保持不变,
同时,在酸的浓度不太大时,丙酮碘化反应对碘是零级反应。
对上式进行积分得:
+2I A H B c kc c t -=+
因为碘在可见光区有宽的吸收带,而在此吸收带中,盐酸,丙酮,碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收,所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化。
由朗伯—比尔定律A Lc ε=,得
+A H A B k Lc c t ε=--
上式中的L ε可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A 带入式中求得。
做A-t 图,直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数k 值。
有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式
211211R T T a E k k ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
即可估算出反应的活化能E a 的值。
三、仪器与试剂
TU-1810光度计和计算机1台比色管(50mL) 3只
恒温槽1套比色皿1只
移液管4只
0.050 mol/L、0.0050 mol/L碘溶液(含4%KI) 2 mol/L标准盐酸溶液
2 mol/L标准丙酮溶液
四、实验步骤
1.准备工作
(1)开启恒温水浴,控制温度为30℃(或35℃)。
洗净比色管、比色皿,并用镜头纸将比色皿擦干净。
(2)反应液的配制:分别移取10mL碘溶液(0.05mol/L)和10mL酸溶液(2.000 mol/L)于50ml比色管中,加大约10ml水,再取10ml丙酮溶液(2.000 mol/L)于第二只比色管中,加大约10ml水,两管同时放入恒温水浴中恒温10分钟。
(3)开启TU-1810光度计和计算机预热10分钟,同时开启比色皿恒温器控制温度为30℃。
(或35℃)。
(4)计算机启动:确认紫外仪器与计算机的连接正常,并且已经打开主机电源。
此时,可以点击UVWIN 5的快捷方式来启动软件。
(5)仪器初始化:如果此时仪器工作正常,则可进入仪器初始化画面。
(6)主界面窗口展开。
(7)计算机设置:单击【窗口】,选择[时间扫描]打开。
(8)参数设置:单击【测量】菜单下的【参数设置】子菜单,即可打开时间扫描参数设置窗口【M测量】。
设置【光度模式】为Abs;【时间单位】为秒;【采样数】为40;【时间间隔】为30。
设置扫描的【波长】点为590;扫描的【最大吸光度】点为0.6;【最小吸光度】点为-0.01。
(9)校正:在1cm比色皿中注入蒸馏水放入TU-1810光度计,在UVWIN 5的主界面窗口。
单击【校正】。
2.测量工作
(1)快速将恒温的碘、酸混合液倾入丙酮溶液中,用恒温水洗涤盛碘酸的比色管,使反应液的总体积为50mL。
(2)在1cm比色皿中注入反应混合液,放入TU-1810光度计,在UNWIN 5的主界面窗口,单击[开始],开始A~t曲线测量,直到测量结束。
(3)数据处理:在UNWIN 5的主界面窗口,单击【文件】,选择【导出数据】子菜单,选择菜单下的【电子表格Excel】;填写菜单下的【导出文件命名】;单击【浏览图标】,存储该实验数据1#于[丙酮碘化]文件夹。
(4)测εL值:在1cm比色皿中注入0.005M碘溶液,放入TU-1810光度计,在UNWIN 5的主界面窗口,单击【开始】,测量2分钟后,按上述数据存储操作,另存储该数据2#于[丙酮碘
化]文件夹。
五、实验注意事项
1.温度影响反应速率常数,实验时体系始终要恒温;
2.实验所需溶液均要准确配制;
3.混合反应溶液时要在恒温槽中进行,操作必须迅速准确;
4.实验每次用蒸馏水调吸光度零点后,方可测其吸光度值。
六、实验数据记录及处理
1.T=308K时的试验数据处理
c I2=0.005mol/L,λ=590nm
t/s 0 60 120 180 240 300 360 420 A
t/s 480 540 600 660 720 780 840
A
2.T=303K时的试验数据处理
c I2=0.005mol/L,λ=590nm
t/s 0 60 120 180 240 300 360 420 A
t/s 480 540 600 660 720 780 840
A
七、思考题
1.本实验中,丙酮碘化反应按几级反应处理,为什么?
2.若想使反应按一级反应规律处理,在反应液配制时应采用什么手段?写出实验方案.
3.影响本实验结果精确度的主要因素有哪些?。