丙酮碘化反应速率
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发布时间：2022-04-24 04:32
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时间：2023-11-06 12:57
丙酮碘化反应速率常数的测定
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；
4.掌握光度计和反应-吸收样品池的使用方法.
实验原理：
丙酮碘化的方程式为：CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + H＋ + I－
该反应是以作为催化剂,同时反应自身会生成 ,所以此反应是一个自动催化反应,并且为一个复杂反应,分两步进行：
CH3COCH3 + H＋ → CH3COCH=CH2
此反应是丙酮的烯醇化反应,反应可逆并进行的很慢,是一个速控步.
CH3COH=CH2 + I2 → CH3COCH2I + H＋ + I－
此反应是烯醇的碘化反应,反应快速并能进行到底.
总反应的速率方程为：
－dCI2/dt = k CA CH＋
分别为碘,丙酮,酸的浓度；k为总反应速率常数.如果丙酮和酸相对于碘是过量的,则可认为在反应过程中丙酮和酸的浓度基本保持不变,同时,在酸的浓度不太大时,丙酮碘化反应对是个零级反应.对上式进行积分得：
－CI2=kCACH＋t + B
因为碘在可见光区有宽的吸收带,而在此吸收带中,盐酸,丙酮,碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收,所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化.
A=－kε LCACH＋ t - B
上式中的 εL可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A带入式中求得.做A-t图,直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数K值.
有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式估算反应的活化能Ea得值.
ln(k2/k1)= Ea/R *(1/T1-1/T2)
实验仪器和试剂：
721型分光光度计1套;比色管 (50mL)3只;超级恒温槽1套; 带有恒温夹层的比色皿1个;移液管(10mL)3只;停表1块
0.005mol/L和0.05mol/L碘溶液 ; 2.00mol/L标准盐酸溶液; 2.00mol/L丙酮溶液
实验步骤：
1.准备
1> 开启恒温水浴,控制温度为35℃（或30℃(另一组做)）.
2> 反应溶液的配制：分别移取5ml碘溶液（0.05M）和5ml酸溶液（2.000M）于25ml比色管中,加入约10ml水,再取10ml丙酮溶液（2.000M）于50ml比色管中,加入约10ml水,在第三支比色管中注入25ml水,三管同时放入恒温水浴中恒温10分钟.
3> 测εL值：调光度计“λ”按纽使波长为590nm,调节“0”按纽使指针指向左边零位置,在恒温比色皿中分别注入0.005M碘溶液 和蒸馏水,放入仪器中（外侧放蒸馏水,内侧放碘液）.拉动拉杆使光路对准用蒸馏水调吸光度零点（即关闭仪器入口,使指针指向满刻度）,然后再拉动拉杆使光路对准样品池,测吸光度,平行测量三次.
2.测量
快速将恒温的碘、酸混合液倾入丙酮溶液中,用恒温水洗涤盛碘酸之比色管,使反应液的总体积为 50ml.将反应液迅速注入2cm比色皿中,每次用蒸馏水调吸光度零点后,测其吸光度值.35℃时,每30秒测一次；（30℃时,每1分钟测一次）.
实验数据：
1〉 T=35℃,λ=590nm
（1）测 值：
C=0.005M 1 2 3 平均
A 0.51 0.535 0.54 0.528
（2）测斜率：
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
A 0.42 0.405 0.39 0.38 0.365 0.35 0.34 0.32 0.30 0.285 0.27 0.25
由表（1）知：A=εL c εL=A/c=0.528/0.005=105.6
由表（2）知：Y= - 0.03052x + 0.42353
－kε LCACH＋ = -0.03052 （CA =0.4mol/L ; CH＋=0.2 mol/L; εL=105.6）
由该式解得 ：k2 = 3.613 × 10-3
2〉T=30℃,λ=590nm
（1）测 值
0.005mol/L碘溶液(含4%KI)吸光度 平均值 εL
0.338 0.336 67.200
0.336
0.334
（2）测斜率
t/min 0 1 2 3 4 5
A 0.291 0.260 0.250 0.220 0.205 0.205
t/min 6 7 8 9 10 11
A 0.195 0.175 0.120 0.110 0.095 0.070
由表（1）:得 ＝0.336/0.005=67.200
由表（2）：Y= - 0.01922x + 0.28869
- ＝- 0.01922 （CA =0.4mol/L ; CH＋=0.2 mol/L; εL=67.2）
即 =3.575×10－3
3〉求Ea:
由ln(k2/k1)= Ea/R *(1/T1-1/T2)得：
ln(3.613 × 10-3/3.575×10－3)= Ea/8.314 *(1/303.15-1/308.15)
解得 Ea = 1.2kJ/mol
实验注意事项：
⑴ 温度影响反应速率常数,实验时体系始终要恒温.
⑵ 实验所需溶液均要准确配制.
⑶ 混合反应溶液时要在恒温槽中进行,操作必须迅速准确.、实验证明：丙酮卤化时,无论实验中使用那种卤素元素,在某固定温度下,反应的速率常数相同,且反应活化能也相近aww
