复杂反应——丙酮碘化反应实验报告.pdf

《复杂反应——丙酮碘化反应实验报告.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、复杂反应——丙酮碘化反应姓名：何一白学号：2012011908班级：化22同组实验者姓名：苏剑晓实验日期：2014.10.23提交报告日期：2014.11.8带课老师姓名：麻英1引言（简明的实验目的/原理）1.1实验目的1.采用分光光度法测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率系数、反应级数和活化能。2.通过本实验加深对复合反应特征的理解。3.熟练掌握分光光度计的原理和使用方法。1.2实验原理酸性溶液中，丙酮碘化反应是一个复合反应，其反应式为：+－H+－(CH)CO+ICHCOCHI+H+2I（1）32332+++该反应由H催化，而反应本身又能生成H，所以

2、这是一个H自催化反应，其速率方程为：－-dcA-dcI3dcEαβ－δ+r====kcAcI3cHdtdtdt（2）－+式中：r—反应速率；k—速率系数；cA、cI、cH、cE—分别为丙酮、碘、氢离子、碘3-3化丙酮的浓度，moldm；、、—分别为反应对丙酮、碘、氢离子的分级数。－反应速率、速率系数及反应级数均可由实验测定。因为I在可见光区有一个比较宽的吸收带，而在这3－个吸收带中，盐酸和丙酮没有明显的吸收，所以可以采用分光光度计测定光密度的变化（也就是I浓度的3变化）来跟踪反应过程。虽然在反应（1）中没有其它试

3、剂吸收可见光，但却存在下列一个次要却复杂的－－情况，即在溶液中存在I、I和I的平衡：32−—I2+I⇌I3（3）其中I在这个吸收带中也吸收可见光。根据朗伯-比尔定律：2D=εLc（4）式中：D—光密度（消光度）；ε—吸收系数；L—比色皿的光径长度；c—溶液的浓度。－－含有I和I溶液的总光密度D可以表示为I和I两部分光密度的和，即：3232－－－D=DI3+DI2=εI3LcI3+εILcI22（5）复杂反应——丙酮碘化反应化22何一白－在特殊情况下，即波长λ=565nm时，εI=εI，上式变为32－－－D=DI3+DI

4、2=εI3LcI3+cI2（6）－也就是说，在565nm这一特定的波长条件下，溶液的光密度D与I和I浓度之和成正比。32因为ε在一定的溶质、溶剂和固定的波长条件下是常数。使用固定的一个比色皿，L也是一定的，所以－（6）式中，常数εIL就可以由测定已知浓度碘溶液的光密度D而求出。3在本实验条件下，反应并不停留在一元碘化丙酮上，还会继续进行下去，因此反应中所用的丙酮和酸的浓度应大大过量。这样，当少量的碘完全消耗后，反应物丙酮和酸的浓度可以认为基本保持不变。且只要酸度不很高，丙酮卤化反应的速率与卤素的浓度和种类（氯、溴、碘）无关（在百分之几

5、误差范围内），因而直到全部碘消耗完以前，反应速率是常数，即－-dcI3dcEαβ－δ+αδ+r===kcAcI3cH=kcAcH=常数（7）dtdt-从（7）式可以看出，将cI对时间t作图应为一条直线，其斜率就是反应速率r。31为了测定反应级数，例如指数α，至少需进行两次实验。在两次实验中丙酮的初始浓度不同2+－的初始浓度相同。由（7）式可得：H和I3αδ+rkcA,ΙcH,ΙΙα==u（8）αδ+rΙΙkcA,ΙΙcH,ΙΙ可得到rΙlgr（9）α=ΙΙlgu同理可求出指数，：rΙlgr（10）=

6、lgwrΙlgr（11）β=ΙVlgx根据（2）式，由指数、反应速率和各浓度数据可以算出速率系数k。由两个或两个以上温度的速率系数，根据阿累尼乌斯公式k=Ae-E/RTa（12）可以估算反应的表观活化能Ea。2实验操作2复杂反应——丙酮碘化反应化22何一白2.1实验药品、仪器型号计算机与接口1套；722S型分光光度计（比色皿2个）；恒温槽1套；10ml移液管1支；5ml刻度移液管3支；5ml移液管1支；25ml容量瓶1个；镊子；洗瓶。0.02120mol/L碘溶液；1.436mol/LHCl溶液；3.372mol/L丙酮溶液2.2.实验条件温度20.1℃，气

7、压102.4kPa，相对湿度13%。2.3.实验操作步骤及方法要点1.检查仪器和药品。2.接通电源。3.开启恒温槽，检查水路是否通畅和漏水。将装入已标定好的碘溶液、丙酮溶液、盐酸溶液的玻璃瓶放入恒温槽中恒温。恒温槽温度设定在20℃。到达设定温度并恒定10分钟后开始实验。4.打开分光光度计电源开关，波长调至565nm，预热一段时间后放入装有已恒温的去离子水的比色皿，作为空白调零。5.测定Lε值。准确移取2.5ml碘溶液于25ml容量瓶中，用已恒温的去离子水稀释至刻度，摇匀，润洗比色皿3次，然后将装有2/3溶液的比色皿置于样品室光路通过处，盖好盖子。更换碘溶液再

8、重复测定两次，取其平均值求εL值。6.测定四种不同配