丙酮碘化实验报告
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实验条件：恒温、分光光度计波长调至565纳米。
2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）
波长 =565nm，恒温
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、盐酸溶液的玻璃瓶放入恒温槽中恒温。恒温槽温度设定在25℃。到达设定温度并恒定10分钟后开始实验。
以下为实验室计算机记录的原始数据依次经过WPS表格软件制作成的散点图：
第一组：
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第三组：
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2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图
仪器：计算机与接口1套（若因条件限制可以准备秒表一块）；722S型分光光度计（比色皿2个）；恒温槽1套；10ml移液管1支；5ml刻度移液管3支；5ml移液管1支；25ml容量瓶1个；镊子；洗瓶。
药品：0.02025mol·dm-3碘溶液；0.908mol·dm-3HCl溶液；3.4018mol·dm-3丙酮溶液（之前需要准确标定）。
对于复合反应，当知道反应速率方程的形式后，就可以对反应机理进行某些推测。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等。
实验测定表明，丙酮与碘在稀薄的中性水溶液中反应是很慢的。在强酸（如盐酸）条件下，该反应进行得相当快。但强酸的中性盐不增加该反应的反应速率。在弱酸（如醋酸）条件下，对加快反应速率的影响不如强酸（如盐酸）。
“复杂反应------丙酮碘化反应”实验报告
刘若晴 2007011980 材72 同组实验者姓名：穆浩远
实验日期：2008年9月22日 提交报告日期：2008年10月11日
带实验的老师或助教姓名：王
实验日期：2008年9月20日
1引言（简明的实验目的/原理）
本实验的目的有（1）采用分光光度法测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率系数、反应级数和活化能。（2）通过本实验加深对复合反应特征的理解。（3）熟练掌握分光光度计的原理和使用方法。
酸性溶液中，丙酮碘化反应是一个复合反应，其反应式为：
（1）
该反应由H+催化，而反应本身又能生成H+，所以这是一个H+自催化反应，其速率方程为： （2）
式中：r—反应速率；
k—速率系数；
、 、 、 —分别为丙酮、碘、氢离子、碘化丙酮的浓度， ；
、 、 —分别为反应对丙酮、碘、氢离子的分级数。
反应速率、速率系数及反应级数均可由实验测定。
（3）
平衡常数 。其中 在这个吸收带中也吸收可见光。因此 溶液吸收光的数量不仅取决于 的浓度，而且也与 的浓度有关。根据朗伯-比尔定律：
（4）
式中：D—光密度（消光度）；
—吸收系数；
—比色皿的光径长度；
—溶液的浓度。
含有 和 溶液的总光密度D可以表示为 和 两部分光密度的和，即：
（5）
吸收系数 和 是吸收光波长的函数。在特殊情况下，即波长λ=565nm时， ，上式变为
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3.3讨论分析
由实验计算得到反应级数为1，与实验原理部分所分析的结果基本一致。实验过程中恒温槽调到25 时，实际的平衡温度却保持在24.8 ，因而有可能会引入微小误差。
6、测定四种不同配比溶液的反应速度。四种不同溶液的配比见表1。
表1溶液的配比表
碘溶液V/ml
丙酮溶液V/ml
盐酸溶液V/ml
I（25℃）
5Biblioteka Baidu
5
5
II（25℃）
5
2.5
5
III（25℃）
5
5
2.5
IV（25℃）
7.5
5
5
V（35℃）
7.5
5
5
7、按表中的量，准确移取已恒温的三种溶液于25ml容量瓶中（碘溶液最后加），用去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子，同时利用计算机或秒表（每隔1min或2min记录一次数据）开始记录吸光度值变化（如果分光光度计没有带恒温水浴夹套注意只取反应开始一段时间的数据）。
4、打开分光光度计电源开关，波长调至565nm，预热一段时间后放入装有已恒温的去离子水的比色皿，作为空白调零。
5、测定εL值。准确移取2.5ml碘溶液于25ml容量瓶中，用已恒温的去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子。更换碘溶液再重复测定两次，取其平均值求εL值。
8、做完25℃下的全部四个实验后，再升高恒温水浴温度到35℃进行第五组的实验。
3结果与讨论
3.1原始实验数据
以下为经过老师当场审阅签字的原始数据记录：
（1）
（2）
3.2计算的数据、结果
计算 ：解方程[ ]+[ ]+[ ]=0.02025mol/ ，[ ]=[ ]，[ ]/[ ][ ]=700（平衡常数）， ，代入数据，解得 =25.65。
丙酮碘化对动力学的研究是一个特别合适而且有趣的反应。因为 在可见光区有一个比较宽的吸收带，而在这个吸收带中，盐酸和丙酮没有明显的吸收，所以可以采用分光光度计测定光密度的变化（也就是 浓度的变化）来跟踪反应过程。
虽然在反应（1）中没有其它试剂吸收可见光，但却存在下列一个次要却复杂的情况，即在溶液中存在 、 和 的平衡：
4结论
（1）反应速率 =0.0028072L/mol/min， =0.0027958L/mol/min， =0.0027862L/mol/min， =0.0027996L/mol/min， =0.0049834L/mol/min。
（2） =44111.8305J/mol， =41591.8973J/mol， =-154.29215J/mol/K。
， ，
由（7）式可得：
（8）
取对数：
（9）
（10）
同理可求出指数 ，若再做一次实验Ⅲ，使：
， ，
即可得到：
（11）
同样
， ，
即可得到：
（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。由两个或两个以上温度的速率系数，根据阿累尼乌斯公式
（13）
1.可以估算反应的表观活化能Ea。实验部分
（6）
也就是说，在565nm这一特定的波长条件下，溶液的光密度D与 和 浓度之和成正比。因为ε在一定的溶质、溶剂和固定的波长条件下是常数。使用固定的一个比色皿，L也是一定的，所以（6）式中，常数 就可以由测定已知浓度碘溶液的光密度D而求出。
在本实验条件下，实验将证明丙酮碘化反应对碘是零级反应，即β=0。由于反应并不停留在一元碘化丙酮上，还会继续进行下去，因此反应中所用的丙酮和酸的浓度应大大过量。而所用的碘量很少。这样，当少量的碘完全消耗后，反应物丙酮和酸的浓度可以认为基本保持不变。
实验还进一步表明，只要酸度不很高，丙酮卤化反应的速率与卤素的浓度和种类（氯、溴、碘）无关（在百分之几误差范围内），因而直到全部碘消耗完以前，反应速率是常数，即
（7）
从（7）式可以看出，将 对时间t作图应为一条直线，其斜率就是反应速率r。
为了测定反应级数，例如指数α，至少需进行两次实验。在两次实验中丙酮的初始浓度不同， 和 的初始浓度相同。若用“Ⅰ”、“Ⅱ”分别表示这两次实验，令：
（3）丙酮碘化反应对碘是零级反应，对盐酸是一级反应。
5参考文献
（1）1、2部分参考清华大学网络学堂课件“复杂反应------丙酮碘化实验”
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合反应。大多数复合反应的反应速率和反应物浓度间的关系，不能用质量作用定律表示。因此用实验测定反应速率与反应物或产物浓度间的关系，即测定反应对各组分的分级数，从而得到复合反应的速率方程，乃是研究反应动力学的重要内容。
2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）
波长 =565nm，恒温
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、盐酸溶液的玻璃瓶放入恒温槽中恒温。恒温槽温度设定在25℃。到达设定温度并恒定10分钟后开始实验。
以下为实验室计算机记录的原始数据依次经过WPS表格软件制作成的散点图：
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第三组：
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2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图
仪器：计算机与接口1套（若因条件限制可以准备秒表一块）；722S型分光光度计（比色皿2个）；恒温槽1套；10ml移液管1支；5ml刻度移液管3支；5ml移液管1支；25ml容量瓶1个；镊子；洗瓶。
药品：0.02025mol·dm-3碘溶液；0.908mol·dm-3HCl溶液；3.4018mol·dm-3丙酮溶液（之前需要准确标定）。
对于复合反应，当知道反应速率方程的形式后，就可以对反应机理进行某些推测。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等。
实验测定表明，丙酮与碘在稀薄的中性水溶液中反应是很慢的。在强酸（如盐酸）条件下，该反应进行得相当快。但强酸的中性盐不增加该反应的反应速率。在弱酸（如醋酸）条件下，对加快反应速率的影响不如强酸（如盐酸）。
“复杂反应------丙酮碘化反应”实验报告
刘若晴 2007011980 材72 同组实验者姓名：穆浩远
实验日期：2008年9月22日 提交报告日期：2008年10月11日
带实验的老师或助教姓名：王
实验日期：2008年9月20日
1引言（简明的实验目的/原理）
本实验的目的有（1）采用分光光度法测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率系数、反应级数和活化能。（2）通过本实验加深对复合反应特征的理解。（3）熟练掌握分光光度计的原理和使用方法。
酸性溶液中，丙酮碘化反应是一个复合反应，其反应式为：
（1）
该反应由H+催化，而反应本身又能生成H+，所以这是一个H+自催化反应，其速率方程为： （2）
式中：r—反应速率；
k—速率系数；
、 、 、 —分别为丙酮、碘、氢离子、碘化丙酮的浓度， ；
、 、 —分别为反应对丙酮、碘、氢离子的分级数。
反应速率、速率系数及反应级数均可由实验测定。
（3）
平衡常数 。其中 在这个吸收带中也吸收可见光。因此 溶液吸收光的数量不仅取决于 的浓度，而且也与 的浓度有关。根据朗伯-比尔定律：
（4）
式中：D—光密度（消光度）；
—吸收系数；
—比色皿的光径长度；
—溶液的浓度。
含有 和 溶液的总光密度D可以表示为 和 两部分光密度的和，即：
（5）
吸收系数 和 是吸收光波长的函数。在特殊情况下，即波长λ=565nm时， ，上式变为
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3.3讨论分析
由实验计算得到反应级数为1，与实验原理部分所分析的结果基本一致。实验过程中恒温槽调到25 时，实际的平衡温度却保持在24.8 ，因而有可能会引入微小误差。
6、测定四种不同配比溶液的反应速度。四种不同溶液的配比见表1。
表1溶液的配比表
碘溶液V/ml
丙酮溶液V/ml
盐酸溶液V/ml
I（25℃）
5Biblioteka Baidu
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II（25℃）
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7、按表中的量，准确移取已恒温的三种溶液于25ml容量瓶中（碘溶液最后加），用去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子，同时利用计算机或秒表（每隔1min或2min记录一次数据）开始记录吸光度值变化（如果分光光度计没有带恒温水浴夹套注意只取反应开始一段时间的数据）。
4、打开分光光度计电源开关，波长调至565nm，预热一段时间后放入装有已恒温的去离子水的比色皿，作为空白调零。
5、测定εL值。准确移取2.5ml碘溶液于25ml容量瓶中，用已恒温的去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子。更换碘溶液再重复测定两次，取其平均值求εL值。
8、做完25℃下的全部四个实验后，再升高恒温水浴温度到35℃进行第五组的实验。
3结果与讨论
3.1原始实验数据
以下为经过老师当场审阅签字的原始数据记录：
（1）
（2）
3.2计算的数据、结果
计算 ：解方程[ ]+[ ]+[ ]=0.02025mol/ ，[ ]=[ ]，[ ]/[ ][ ]=700（平衡常数）， ，代入数据，解得 =25.65。
丙酮碘化对动力学的研究是一个特别合适而且有趣的反应。因为 在可见光区有一个比较宽的吸收带，而在这个吸收带中，盐酸和丙酮没有明显的吸收，所以可以采用分光光度计测定光密度的变化（也就是 浓度的变化）来跟踪反应过程。
虽然在反应（1）中没有其它试剂吸收可见光，但却存在下列一个次要却复杂的情况，即在溶液中存在 、 和 的平衡：
4结论
（1）反应速率 =0.0028072L/mol/min， =0.0027958L/mol/min， =0.0027862L/mol/min， =0.0027996L/mol/min， =0.0049834L/mol/min。
（2） =44111.8305J/mol， =41591.8973J/mol， =-154.29215J/mol/K。
， ，
由（7）式可得：
（8）
取对数：
（9）
（10）
同理可求出指数 ，若再做一次实验Ⅲ，使：
， ，
即可得到：
（11）
同样
， ，
即可得到：
（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。由两个或两个以上温度的速率系数，根据阿累尼乌斯公式
（13）
1.可以估算反应的表观活化能Ea。实验部分
（6）
也就是说，在565nm这一特定的波长条件下，溶液的光密度D与 和 浓度之和成正比。因为ε在一定的溶质、溶剂和固定的波长条件下是常数。使用固定的一个比色皿，L也是一定的，所以（6）式中，常数 就可以由测定已知浓度碘溶液的光密度D而求出。
在本实验条件下，实验将证明丙酮碘化反应对碘是零级反应，即β=0。由于反应并不停留在一元碘化丙酮上，还会继续进行下去，因此反应中所用的丙酮和酸的浓度应大大过量。而所用的碘量很少。这样，当少量的碘完全消耗后，反应物丙酮和酸的浓度可以认为基本保持不变。
实验还进一步表明，只要酸度不很高，丙酮卤化反应的速率与卤素的浓度和种类（氯、溴、碘）无关（在百分之几误差范围内），因而直到全部碘消耗完以前，反应速率是常数，即
（7）
从（7）式可以看出，将 对时间t作图应为一条直线，其斜率就是反应速率r。
为了测定反应级数，例如指数α，至少需进行两次实验。在两次实验中丙酮的初始浓度不同， 和 的初始浓度相同。若用“Ⅰ”、“Ⅱ”分别表示这两次实验，令：
（3）丙酮碘化反应对碘是零级反应，对盐酸是一级反应。
5参考文献
（1）1、2部分参考清华大学网络学堂课件“复杂反应------丙酮碘化实验”
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合反应。大多数复合反应的反应速率和反应物浓度间的关系，不能用质量作用定律表示。因此用实验测定反应速率与反应物或产物浓度间的关系，即测定反应对各组分的分级数，从而得到复合反应的速率方程，乃是研究反应动力学的重要内容。