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丙酮碘化反应
——The Iodation Reaction of
Acetone
基础化学实验中心
目的要求
实验原理
实验方法
实验步骤
数据处理
思考题
实验目的
掌握用孤立法测定丙酮碘化反应的反应级数、
速率常数和活化能;
通过本实验加深对复杂反应特征的理解;
掌握分光光度计的正确使用。
实验原理
酸性溶液中丙酮碘化反应 :
H+
-
+
CH 3 COCH3+I-
=
CH
COCH
I
+
2
I
+
H
3
3
2
丙酮碘化反应速率方程表示为:
dc A
dc I
r
kcA c ( I 2 )c ( H )
dt
dt
采用分光光度法直接测量碘浓度随时间的变化
I
lg T lg
k ' lc ( I 2 )
Io
通过测量已知准确浓度的I3-溶液的透光率,可求出k' l ,
从而由测定透光率可跟踪碘浓度c(I2)随时间的变化。
实验表明,在酸度不很高时
dc A
dc I
r
k cA c (H ) 常数
dt
dt
因此,将c(I2)对时间t作图应为一直线,其斜率负值即为
反应速率r。
本实验采用孤立法测定反应级数
丙酮的分级数:
碘的分级数:
盐酸的分级数:
ln rI ln rII
ln c A,1 ln c A, 2
ln rI ln rIII
ln c1 ( I 2 ) ln c3 ( I 2 )
ln rI ln rIV
ln c1 ( H ) ln c4 ( H )
由反应分级数、反应速率和浓度等数据可算出速率常数,将
两个温度下的速率常数代入阿累尼乌斯公式可求出丙酮碘化
反应的活化能:
TT
k
Ea 2.303R
1 2
T2 T1
lg
2
k1
仪器与药品
带恒温装置的722型光栅分光光度计(数字显示式);
恒温循环水槽;50 mL容量瓶2个;250 mL碘量瓶3个;
2.5m l、5mL、10mL移液管各3支;洗瓶2个;废液缸
一个、烧杯两个、滴管一支、秒表一只;
0.02 molL-1的碘溶液;2.00 molL-1丙酮溶液;2.00
molL-1盐酸溶液(三种溶液均需预先准确标定)
实验步骤
开启超级恒温槽,将温度调至25.00、27.00、
30.00或35.00C;
开启722型分光光度计,恒温,10min后可开始测
量;
对光:采用空白蒸馏水,调零调满度;
配置不同盐酸和丙酮浓度的溶液(固定碘溶液
为2.0或者2.5mL; 变盐酸时丙酮为5mL;变
丙酮时盐酸为5mL;变化幅度为1mL);
分别测定11组不同浓度溶液反应速率;
注意事项:
两个50毫升容量瓶供轮换用;
碘溶液一般固定为2.0或2.5 mL;
首先将盐酸和碘溶液移入容量瓶,加蒸馏水至
40毫升,置于恒温水浴,丙酮碘量瓶整体放入
水槽恒温;定容的蒸馏水瓶也要恒温;
第一组盐酸、丙酮统一为5mL; 变化浓度时,固
定的一个也为5mL;最大不超过8mL;
不测数据时请将分光光度计的盖子开启。
思考题?
1.
2.
动力学实验中,正确计算时间是很重要的。本实验
中将反应物开始混合到起算反应时间,中间有一段
不算很短的操作时间,这对实验结果有无影响?为
什么?
比色皿如果没有完全复位,使I0变为80或者120,会
对实验结果产生什么影响?
3.
响本实验结果的主要因素是什么?