复杂反应----丙酮碘化反应

(6)
（6）式与（1）式比较，则有
m v al (7 )
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为了确定反应级数p、q、r，每个至 少需进行两次实验，用脚注数字分别表示 各次实验。 ①当丙酮初始浓度不同，而碘、氢离子初 始浓度分别相同时，即：
cA2 ucA1、cI 2 2 cI 21、cH 2 cH 1
cA3 cA1、cI 2 3 cI 21、cH 3 wcH 1
则有： r (9) lg w lg w ③同理，当丙酮、氢离子的初始浓度 分别相同，而碘的浓度不同时，即：
cA4 cA1、cI 2 4 xcI 21、cH 4 cH 1
(lg
v3 ) v1
(lg
药品仪器
1. 2. 3. 4. 5. 6. 722分光光度计； 超级恒温槽； 接触温度计、玻璃温度计； 移液管、吸耳球、容量瓶等； 0.01mol/L碘溶液2.0mol/L丙酮1mol/L盐酸； 等等。
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实验步骤
开启超级 恒温槽 预热分光 光度计 设定波长
dcE - dc I 2 p r v kcA cH 常数 dt dt
p r cE dcI 2 kcA cH t C
(1)
(2)
因为碘溶液在可见光区有一个比较宽的 吸收带，而丙酮和盐酸在该吸收带中对光基 本上没有吸收，所以可通过测定反应液各个 时刻的消光值来获得各个时刻的 cI 。 根据朗白—比耳(Lambert-Beer)定律：
dcE dcA dcI 2 p q r v Kc A cI 2 cH dt dt dt
式中：cE、cA、cI2、cH+--碘化丙酮、丙酮、碘及盐酸的浓度(mol/L)； K--速率常数； p、q、r--丙酮、碘和氢离子的反应级数。
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• 调节接触温度计的胶木帽，使恒 温温度t为“原始水温+5℃”，保 持恒温状态。 • 在以上温度的基础上，再增加5℃ 恒温。 （以玻璃温度计上的温度为准）
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打开分光光度计的开关 仪器预热30分钟后即可测试。
50ml棕色容量瓶
50ml棕色容量瓶 50ml棕色容量瓶 100ml具塞三角瓶 100ml具塞三角瓶
2
3 4 丙酮 蒸馏水
10ml
10ml 5ml 无 无
5ml
10ml 5ml 无 无
无
无 无 80ml 无
25ml
15ml 25ml 无 80ml
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按下表加入丙酮的量
m3 ) m1
则有： q
(lg
v4 ) v1
lg x

(lg
m4 ) m1
lg x
(10)
Departห้องสมุดไป่ตู้ent of Chemistry
由两个温度的反应速度常数k1与k2, 从阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。
T1T2 k2 Ea 2.303R lg T2 T2 k1
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用蒸馏水调零： 比色皿中装入蒸馏水，调零。
配制0.001mol· L-1碘溶液。测两次T， 求其平均值，求al值。
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按下表配制各种溶液，并预热30min：
瓶子 50ml棕色容量瓶 瓶子标示 1 0.01mol/L 碘溶液 10ml 1mol/L 盐酸 5ml 2.0mol/L 丙酮 无 蒸馏水 20ml
丙酮碘化反应
一、实验目的 三、药品仪器 五、实验记录 二、实验原理 四、实验步骤 六、数据处理
七、结果分析与讨论 八、注意事项 九、思考题
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实验目的
1.利用分光光度计测定酸催化 时丙酮碘化反应的速率常数； 2.学习用孤立法测定丙酮碘化 反应的反应级数； 3.通过实验加深对复杂反应特 征的理解。
容量瓶编号 1 2 3 4
2.0mol/L丙酮溶液
10ml
5ml
10ml
10ml
恒温好后，取10ml丙酮加入到1号瓶中， 当加到一半时开始计时，待丙酮全部加入后， 加蒸馏水至容量瓶刻度，摇匀。 混合后的溶液倒入比色皿中，并进行测 定。每隔2min测定透光率一次，直到取得 10~12个数据为止。
p v2 u pcA p 1 u p q r p v1 Kc A c c c 1 I21 H 1 A1 p q r Kc A c c 2 I2 2 H 2
则有：
p
(lg
v2 ) v1
lg u

(lg
m2 ) m1
lg u
(8)
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②同理，当丙酮、碘的初始浓度分别 相同，而酸的浓度不同时，即：
2
I0 1 D lg lg alc I 2 T I
在波长、 温度、 溶剂等条件相同时 a相同；c
I2
(3)
式中: I 0、I 分别为入射光强和出射 光强；l 为比色皿光径长度 ；a 为吸收系数， 为碘的浓度。
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本实验通过测定0.001mol/L已知 浓度的碘溶液透光率值,测两次，然后 取其平均值 T ，求al值；即：
设定时间
配制碘、丙酮、盐 酸及反应液
溴水及5号瓶
碘溶液及1-4号瓶
调节恒温 温度t ℃ 测定碘溶 液的T值 测定1-4号反 应液的T值
再调节恒温 温度(t+5) ℃ 测定碘溶 液的T值 测定1-4号反 应液的T值
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依次打开“电源”开关，“电 动泵”开关和“加热”开关。
lg 100 lg T al cI 2 ( 4)
（3）式代入（2）式中整理得：
p r lg T k (al)cA cH t B
(5)
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由（4）式可知： 作 lg T ~ t 关系图 通过其斜率m可求得反应速率。即
p r m k (al)cA cH
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实验原理
酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂 反应，其反应式为：
CH 3COCH3 I 2 CH 3COCH 2 I H I
H
该反应能不断产地生H+，它反过又起 催化作用，故是一个自动催化反应。其速 率方程可表示为： 反应速率：