丙酮碘化实验报告

【实验反思及问题】
1、第二组实验时，第一次测量碘液时透光率为 43.2%，如此计算所得活化能为 75055.09 J，在基本结束实验时重新测量透光率为 45.2%，如此计算得活化能为 84088.85J 而后在准备 取出药品整理仪器时发现水空白液、I2 液中均出现大量气泡，实验过后思考得此现象应该 为升温时水中气体溢出所致，由此想到，在做第二组实验时没有重新加空白样、加 I2 液， 导致实验错误，特此检讨。
应的活化能。
姓名：团团 1372 学号：200800 物化实验 第九组 08 级 10-24
【仪器试剂】
分光光度计 1 套;容量瓶(50mL)3 只;超级恒温槽 1 套;带有恒温夹层的比色皿 1 个;移
液管(10mL)3 只. 碘溶液(CI2 =0.01979mol·dm-3);标准盐酸溶液(1.869mol·dm-3);丙酮溶液
2、反应速率常数计算：CA 1.9994mol L1
C H
1.869mol·dm-3
30.0℃时碘液透光率 35.0℃时碘液透光率
44.2% 45.3%
拟合直线斜率 K1 0.00824 拟合直线斜率 K2 0.01373
k1 K1 / (C A C H l)=0.000123
2、测定时比色皿未洗涤干净或者残存的水，对测定比色皿未洗涤干净则会造成碘的浓度增 大，所测得的反应速率增大，残留有水分则一方面碘的浓度减少，另一方面所测得的光度度 也不准确，对结果造成误差。所以在进行实验过程中，比色皿应用配置的溶液润洗两到三次。
3、将上述配置好的溶液放至恒温槽中恒温备用。
4、打开分光光度仪自检预热，自检完毕即可使用。
5、定波长：仪器控制面板上按菜单键，选择 1、光度计模式，在仪器面板上按
波长设定，仪器自动调整透光率 100%。
6、定蒸馏水透光率为 100%，放好装上恒温 30℃蒸馏水比色皿，在仪器面板上按
调零/满刻度键，仪器自动调整出透光率 100%。
Linear Regression for Data1_B: Y = -0.31183 +0.00824*X
0.99975
姓名：团团 1372 学号：200800 物化实验 第九组 08 级 10-24
Linear Regression for Data1_B: Y =-0.30079 +0.01374*X
(1.9994mol·dm-3)。
【实验步骤】 1、打开恒温槽设定温度为 30±0.1℃。
2、按照下表配置溶液（4 只 50 mL 容量瓶）
容量瓶编号
1
2
3
4
添加试剂
50mL 蒸馏水
溶液
5 mL I 2 溶液 10 mL I 2 溶液 少量水
蒸馏水定容至
5 mL HCl 溶液 5 mL 丙酮
50mL
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 kε lCACH+。式中ε l 可通过测定一已知浓度 的碘溶液的透光率，由(7)式求得，当 CA 与 CH+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
式中，CE 为碘化丙酮的浓度;CH+为氢离子的浓度;CA 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：
35．0℃实验数据表
0 透光率 T（%）
1
51.6
2
52.5
3
53.5
4
54.8
5
56.2
6
57.9
7
60.0
8
61.9
9
63.9
Biblioteka Baidu
10
65.8
11
68.2
12
70.5
13
72.9
14
75.3
15
77.8
16
80.4
17
83.1
18
86.0
19
88.7
20
91.7
21
95
0
98.1
lgT
-0.2874 -0.2798 -0.2716 -0.2612 -0.2503 -0.2373 -0.2218 -0.2083 -0.1945 -0.1818 -0.1662 -0.1518 -0.1373 -0.1232 -0.1090 -0.0947 -0.0804 -0.0655 -0.0521 -0.0376 -0.0223 -0.0083
7、测 30℃时碘溶液透光率；
8、测 30℃时反应液的透光率变化，每 2min 记一次数据，直至反应结束。
9、恒温槽升温至 35℃，在此温度下测碘的透光率；再测 35℃时反应液的透光率
变化，每 1min 记一次数据。
10、 实验完毕，清洗容量瓶、比色皿，关闭仪器。 【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。
0.99881
1、 l 的计算：
30.0℃时碘液透光率 35.0℃时碘液透光率
44.2% 45.3%
l

LogT CI2
CI2 =0.01979mol·dm-3
则 30.0℃: Log0.442=-0.35458 35.0℃: Log0.453=-0.3439
l =0.35458/0.01979=17.917 l =0.3439/0.01979=17.3776
同理 k2 =0.000212
姓名：团团 1372 学号：200800 物化实验 第九组 08 级 10-24 3、活化能计算：
T1 =30.0℃=303K
T2 =35.0℃=308K
R=8.314 J/(K*mol)
综上带入数据得
Ea

RT T
(T2
1

2
T1 )

Ln
k 2
k1

8.314 308
303 303
308

Ln
0.000212 0.000123
84088.85 J
【思考题】
1、实验中，是将丙酮溶液加到盐酸和碘的混合液中，但没有立即计时，而是当混合物 稀释至 50mL，摇匀倒入恒温比色皿测透光率时才开始计时，这样做是否影响实验结果?为什 么?
理论上有影响，但实际上几乎没有影响，理论系统误差小于千分之一。而且反应刚开始 会有很多不确定因素—反应液是否完全混匀、生成中间体浓度需要多长时间达到稳态近似法 处理的条件 d[M]/dt= 0 等。且因为实验是依据 c（I3-）- t 取得反应速率 k 的。而在实验 条件下， c（I3-）- t 为一条直线，故计时稍晚，实验得到的数据是正确实验条件下的部 分，但其仍为直线，直线的斜率仍旧是反应的速率 k。但是如果计时过晚，使得 I2 反应殆 尽，则 d（I2）会很小，作图时容易出现大的误差。
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、比色皿位置不得变化。
5、手执比色皿粗糙面。
6、添加溶液至比色皿后，注意用擦镜纸将滑面擦干净。
姓名：团团 1372 学号：200800 物化实验 第九组 08 级 10-24
【数据处理】 所测实验数据列表
30．0℃实验数据表 时间/min 透光率 T（%）
姓名：团团 1372 学号：200800 物化实验 第九组 08 级 10-24
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】
一般认为按照两步进行：
第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，可逆反应（速控步骤） 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:
2.影响本实验结果的主要因素是什么?
温度对化学反应速度的影响很大，因此本实验要求在恒温条件下进行。。恒温循环水可 借助超级恒温槽的循环泵泵入，亦可在普通恒温槽中加装循环泵以达到同样的目的。
硒光电池长期曝光会发生疲劳现象，实验时除非测量需要，一般均应关闭光路。 本实验中从碘加入到丙酮、盐酸混合液中开始直到读取第一个吸光度为止所需的时 间在原则上不加限制，但是对于高浓度（[A]和[H+]较大）及较高温度时，由于反应速率较 快，溶液一经混合即迅速反应，如果第一个数据拖延很久才能获得，则可测数据则可能会很 少，严重时，甚至连第一个数据尚未获得，溶液中的碘可能已经耗尽了，从而造成实验失败。 一般要求在 2 min 左右测得第一个数据。
0
49.5
2
50.9
4
52.5
6
54.4
8
56.5
10
58.7
12
61.0
14
63.4
16
65.8
18
68.5
20
71.2
22
74.0
24
77.0
26
80.1
28
83.2
30
86.2
32
89.9
34
93.4
36
97.0
38
99.7
30.0℃时碘液透光率
35.0℃时碘液透光率
lgT
-0.3054 -0.2933 -0.2798 -0.2644 -0.2480 -0.2314 -0.2147 -0.1979 -0.1818 -0.1643 -0.1475 -0.1308 -0.1135 -0.0964 -0.0799 -0.0645 -0.0462 -0.0297 -0.0132 -0.0013 44.2% 45.3%