丙酮碘化反应的速率方程实验报告+(2)

丙酮碘化反应的速率方程

班级：2010级化一 学号：20105051117 姓名：杨美玲 成绩：

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。 二、实验原理

大多数化学反应都是由若干个基本反应组成的。以实验方法测定反应速率和反应活度的计量关系，是研究反应动力学的一个重要内容。孤立法是动力学研究中常用的一种方法。设计一系列溶液，其中只有某一种物质的浓度不同，而其他物质的浓度均相同，借此可以求得反应对该物质的级数。同样亦可得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。

丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为：

CH 3

C

O

CH 3+I 2

CH 3

C

CH 2I O +H ++I -H +

设丙酮碘化反应速率方程式为：

-t

c d d 碘=k 丙酮c

积分可得：

碘c = -k 丙酮c t (1)

式中k 为反应速率常数。

碘在可见光区有很宽的吸收带，可用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化的关系。按照比尔定律可得：

A= -lg T = -lg(

I I

)=碘lC ε (2) 式中A 为吸光度，T 为透光率，I 和I 0分别为某一特定波长的光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，ε为吸光系数，l 为样品池光径长度，以A 对时间t

作图，斜率为εl(-d 碘C /dt)。测得ε和l ，可算出反应速率。

当控制碘为变量时，反应过程中可认为丙酮和盐酸的浓度不变，将（2）代入后可得：

A= -k l

c t

丙酮

三、仪器和试剂

7230分光光度计容量瓶（50 mL）

移液管（5 mL，刻度）丙酮标准液 (2.00 mol·L-3)

标准液 (0.02 mol·L-3) 盐酸标准液 (2.00 mol·L-3) I

2

四、实验步骤

1．用蒸馏水作为参比溶液，在1cm比色皿样品池里装2/3的蒸馏水。打开分光光度计，将波长调至520 nm处，合上盖板，调节拉杆位置及100旋钮使透光率在100位置上。打开盖板，用透光率旋钮调到0.000。打开盖板观察是否显示1。

2．在50mL容量瓶中分别移入10 mL的2.00 mol·L-3盐酸和10mL的0.02 mol·L-3的碘溶液，稀释至30mL，加入10mL丙酮溶液，稀释至刻度。迅速混匀后，尽快倒入样品池中。读取吸光度读数A，以后每隔5 min读数一次。

五、数据处理

1、溶液的吸光度随时间t的变化：(测试波长为520 nm) （T=25℃）

t/min 0 5 10 15 20 25 30 35 40

A 0.527 0.440 0.367 0.307 0.243 0.162 0.116 0.059 0.012

2、溶液的吸光度A随时间t的变化曲线：

b= -k lε

已知ε=180mol·L-1·cm-1，l=1cm，可得反应速率常数：

k=6.828×10-5 L ·mol-1·min-1

六、误差分析

(1) 在配液时，用洗瓶定容不是很准确，而且用移液管移液也会有误差，最终导致浓度有误差。

(2) 没在一分钟左右测得第一个数据，没有记下能反映实验现象的最佳数据。

(3) 在测量吸光度时，用秒表计时，由于主观原因时间的记录也存在误差，同时也存在仪器误差。

七、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25 mL，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?

答：由于-k lε为定值，虽未及时计时，只影响直线的截距，不影响直线的斜率。反应速度k由斜率求出，理论上不会有影响。

2.影响本实验结果的主要因素是什么?

答：本实验测定的物理量为溶液的浓度和透光率，因此影响实验的主要因素有：溶液的浓度、波长和温度。