丙酮碘化反应实验报告

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1、丙酮碘化反应实验报告丙酮碘化反应级数的测定实验报告专业设计实验丙酮碘化反应级数的测定陈黎湖北师范学院丙酮碘化反应级数的测定【实验背景及原理】复杂反应不是经过简单的一步就能完成的，而是要通过生成中间产物的许多步骤来完成的，其中每一步都是一个基元反应。常见的复杂反应有对峙反应，平行反应和连续反应等。大多数化学反应是复杂反应，反应级数是根据实验的结果而确定的，并不能从化学计量方程式简单的利用质量作用定律推得。反应级数的确定是很重要的，它不仅告诉我们浓度是怎样影响反应速度，从而通过调整浓度来控制反应速度，而且可以帮助我们推测反应机理，了解反应真实过程。确定

2、反应级数的方法通常有孤立法（微分法）、半簑期法、积分法，其中孤立法是动力学研究中的常用方法。本实验用孤立法确定丙酮碘化反应级数，从而确定丙酮碘化反应速率方程。酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂反应，初始阶段反应为：（丙酮）A（碘化丙酮）H是反应的催化剂，因丙酮碘化反应本身有H+生成，所以，这是一个自催化反应。一般认为该反应的反应机理包括下列两步：+这是一个连续反应。反应（1）是丙酮的烯醇化反应，它是一个可逆反应，进行得很慢。反应（2）是烯醇的碘化反应，它是一个快速且能进行到底的反应。由于反应（1）速率很慢，而反应（2）的速率又很快，中间产物烯醇一旦生成

3、又马上消耗掉了。根据连续反应的特点，该反应的总反应速率由反应（1）所决定。设反应动力学方程为：dcI2xy??kcAcH+cIz2（1）dt式中：cA，cH+，cI2分别为碘化丙酮（A）、丙酮、碘、盐酸的浓度，mol·L-1；x,y,z分别代表丙酮、氢离子、碘的反应级数，k为速率系数。将上式两边取对数得：?dcI2?lg????lgk?xlgcA?ylgcH+?zlgcI2(2)dt???dcI?从上式可以看出，反应级数x,y,z分别是lg??2?对lgcA、lgcH+、lgcI2的偏微?dt?分，如果用图解法，我们可以这样处理：在三种物质中，固定

4、两种物质的浓度，?dcI?配制出第三种物质浓度不同的一系列溶液，以lg??2?对该组分浓度的对数作?dt?图，所得斜率即为该物质在此反应中的反应级数。因碘在可见光区有一个很宽的吸收带。而在此吸收带中盐酸、丙酮、碘化丙酮和氯化钾溶液则没有明显的吸收，所以可采用分光光度法直接观察碘浓度随时I1间的变化关系。根据朗伯比尔定律：A?lg?lg0??bcI2TI从而有：A??bIc(3)2式中：A为吸光度，T为透光率，I和I0分别为某一波长的光线通过待测溶液和空白溶液的光强度，ε为吸光系数，b为比色皿厚度。测出反应体系不同时刻的吸光度，作A-t图，其斜率为：

5、dcI2dcI2dA1dA??b???或?(4)dtdtdt?bdt如已知ε和b(b=1cm)，即可算出反应速率。若反应物I2是少量的，而丙酮和酸对碘是过量的，则反应在碘完全消耗以前，丙酮和酸的浓度可认为基本保持不变，即cA?cH???cI2（本实验浓度范围：丙酮浓度为0.1～0.4mol·L-1，氢离子浓度为0.1～0.4mol·L-1，碘的浓度为0.0001～0.01-1mol·L），实验发现A-t图为一条直线，说明反应速率与碘的浓度无关，所以，z=0，同时，可认为反应过程中cA和cH+保持不变，对速率方程(1)两边积分得：xycI21?cI2

6、2?kcAcH+?t2?t1?将A??bcI2代入上式并整理得：?A?A2?11k??1???xy?t2?t1??bcAcH?A?A1dA因A-t图为直线，2，所以?t2?t1dt1?dA?1k??????xy(5)?dt??bcAcH+【仪器与试剂】722s型分光光度计1台；比色皿2个；秒表1块；酸碱滴定管1套（带滴定架）；500mL棕色容量瓶2个；250mL容量瓶3个；100mL容量瓶3个；50mL容量瓶8个；5mL移液管3支；10mL移液管3支；25mL移液管2支；30mL移液管2支。纯碘，纯溴，碘化钾，溴化钾，硫代硫酸钠标准，碘标准溶液（0

7、.05mol?L-1），丙酮，盐酸，淀粉指示剂；丙酮溶液2.00mol.L-1，盐酸2.00mol?L-1，碘溶液0.02mol?L-1(含2℅KI)【实验过程】1用Na2S2O3标定碘的水溶液1.1碘溶液的配制称取1.5g碘及4.5g碘化钾，溶于少量水中，然后移入500mL棕色试剂瓶中，加水稀释至500mL，摇匀。1.2标定1.2.1原理2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O61.2.2标定准确量取20ml～25ml碘液，加50ml水、30ml0.1C(HCl)盐酸，摇匀，用0.1C(Na2S2O3)的Na2S2O3标准溶液滴定近终点（微

8、黄色）时加30ml0.5％淀粉指示剂，继续滴定至溶液兰色消失为终点。1.2.3计算V1×C1V式中：V1―滴定消耗Na2S