1、丙酮碘化反應速率常數(shù)的測定一、目的及要求1、掌握孤立法確定反應級數(shù)的原理和方法。2、測定酸催化作用下丙酮碘化反應的速率方程和速率常數(shù)。3、通過本實驗加深對復雜反應特征的理解。4、進一步掌握分光光度計的原理和使用方法。二、實驗原理1、反應速率的測定CH3COCH3nH+I2=CH3COCH2I(n+1)H+I- (a)在實驗條件下，丙酮碘化反應將按(a)的方式進行，其速率方程為：v=d/dt=k (b)在酸的濃度較低的條件下，實驗證明q=0，即反應(a)的速率與無關。因為實驗中c(丙酮)，可認為c(丙酮)和為定值，故v =d/dt=k= 常數(shù) (c)積分(c)式可得 = k (d)在反應(a)的

2、混合溶液中，只有碘在可見光范圍內(nèi)產(chǎn)生光吸收，按朗伯-比爾定律：= lg(1/T )=lgT (e)解出： =A/(al )=lgT /(al ) (f)根據(jù)式(f)，測定了已知濃度的標準碘溶液的吸光度A即可求得(al )。將(f)代入(d)式整理后得：lgT=k(al)Bal (g)可見以lgT對t作圖為直線，斜率：m = k(al) (h)比較(c)、(h)式得：v =k = m/(al ) (i)2、反應分級數(shù)p、q、r的確定(孤立法)(1) p的確定由1、2號試液由上述關系求得v1、v2后：v1/v2= k/ k=2p（其中c(丙酮,1)= 2c(丙酮,2)；c(H+,1)= c(H+,

3、2)；c (I2,1)= c (I2,2) ）上式兩邊取對數(shù)可得：p =lg(v1/v2)/lg2(2) r的確定由1、3號試液同理可得：r =lg(v3/v1)/lg2(3) q的確定由1、4號試液同理可得：q =lg(v1/v4)/lg2，直接求得的p、q、r取整為最接近的整數(shù)。3、速率常數(shù)的求算由上述方法確定丙酮一碘代反應速率方程v = k后，分別代入14號試液的v、c(丙酮)、等數(shù)據(jù)，即可求出速率常數(shù)k，取平均值。三、實驗儀器和試劑1、主要儀器：分光光度計、秒表、5 mL和10 mL移液管各三支、50 mL容量瓶5個。2、主要試劑：0.01 mol/L標準碘溶液，1.0 mol/L H

4、Cl溶液，2 mol/L丙酮溶液。四、實驗步驟1、由于分光度計無恒溫水夾套，本實驗在室溫下進行，注意記錄開始測定和測定最后一個樣品時的室溫，取二者平均值為實驗溫度。2、預熱分光光度計20分鐘以上，反復調(diào)節(jié)分光光度計零點和透光100，直至達到要求。3、將標準碘溶液（0. mol/L）稀釋10倍，以蒸餾水作參比，選擇500 nm為測定波長，測定（al）值。必須重復測定三次，每次均需要換標準碘溶液，取三次測定的平均值。4、配制1號樣品溶液，測定其不同時間的吸光度。其具體方法是：用不同的移液管分別移取0.01 molL-1標準碘溶液10 mL、1 molL-1標準HCl溶液5 mL于1號瓶中，再移取2

5、 molL-1標準丙酮溶液10 mL迅速加入1號瓶，當丙酮溶液加到一半時開始計時，然后用蒸餾水將此混合液定容至刻度，搖勻。用此混合液將比色皿清洗干凈，將此溶液裝入比色皿（計時后的整個操作過程應迅速進行），以蒸餾水作參比，測定不同時間的吸光度。自第一次讀數(shù)并記下時間和數(shù)據(jù)后，每隔2分鐘測一次，直到取得1012個數(shù)據(jù)為止。5、按照4同樣方法，分別測定24號樣品溶液不同時間的吸光度。若測定中吸光度變化較大，則可改為每隔1分鐘或更短的時間測一次，記下相應的時間和數(shù)據(jù)。6、實驗完畢后，洗凈實驗過程中使用的儀器。五、數(shù)據(jù)記錄和處理編號標準碘溶液/mL標準HCl/mL標準丙酮溶液/mL蒸餾水/mLc(丙酮)

6、/mol.L-1c(HCl)/mol.L-1/mol.L-111051025210553031010102045510301、溶液配置表：2、求alc(I2)/mol.L-1吸光度A平均值al3、混合溶液時間-吸光度實驗開始溫度： 實驗結束溫度： 編號項目數(shù)據(jù)1時間/min吸光度AlgT2時間/min吸光度AlgT3時間/min吸光度AlgT4時間/min吸光度AlgT4、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)結合實驗原理通過以lgT對t作圖（或一元線性回歸法）求出斜率m，由此得到反應級數(shù)和反應速率常數(shù)k值 由(i)式計算反應速率v； 確定反應級數(shù)p、r、q； 計算速率常數(shù)k：將上述p、r、q值代入v =k，并將四組溶液的v值和相應反應物濃度代入，可算出四組速率常數(shù)k，取平均值。 六、注意事項1由于分光光度計使用過程中會發(fā)熱，比色皿座艙溫度會明顯升高，為保證實驗溫度確為室溫，測定溶液吸光度時，每次測定后，要立即將分光光度計的蓋板打開。2測定反應混合液不同時間的吸光度時，時間和吸光度讀數(shù)必須同步。為此，可在操作時打5秒的提前量。七、思考題1本實驗中，將丙酮溶