13丙酮的碘化.ppt

实验十三实验十三 丙酮的碘化丙酮的碘化一一 实验目的实验目的测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的 速率常数及活化能速率常数及活化能初步认识复杂反应机理，了解复杂反应初步认识复杂反应机理，了解复杂反应 表观速率常数的求算方法表观速率常数的求算方法掌握分光光度计的使用方法掌握分光光度计的使用方法 二二 基本要求基本要求1.1.通过用分光光度计测定酸性溶液中丙酮碘化通过用分光光度计测定酸性溶液中丙酮碘化 反应，使学生掌握如何测定反应物的级数和反应，使学生掌握如何测定反应物的级数和 反应速率常数，如何设计实验方法反应速率常数，如何设计实验方法2.2.掌握分光光度计的使用方法掌握分光光度计的使用方法三三 实验原理实验原理三三 实验原理实验原理三三 实验原理实验原理 四四 仪器试剂仪器试剂 仪器仪器：：分光光度计分光光度计1 1套；容量瓶套；容量瓶(50mL)4(50mL)4只；只；超级恒温槽超级恒温槽1 1台；带有恒温夹层的比色皿台；带有恒温夹层的比色皿1 1个；个；移液管移液管(10mL)3(10mL)3只；停表只；停表1 1块。

块 药品药品：：碘溶液碘溶液( (含含4%KI)(0.03mol4%KI)(0.03mol·dmdm-3-3) )；标；标准盐酸溶液准盐酸溶液(1mol(1mol·dmdm-3-3) )；丙酮溶液；丙酮溶液(2mol(2mol·dmdm- -3 3) )  四四 仪器试剂仪器试剂1. 1. 实验准备：实验准备：① ① 恒温槽恒温恒温槽恒温(25.0(25.0±±0.1)℃0.1)℃或或(30.0(30.0±±0.1)℃0.1)℃② ② 开启有关仪器，分光光度计要预热开启有关仪器，分光光度计要预热30min30min③ ③ 取四个洁净的取四个洁净的50mL50mL容量瓶，第一个装满蒸馏水；容量瓶，第一个装满蒸馏水；第二个用移液管移入第二个用移液管移入5mlI5mlI2 2溶液，用蒸馏水稀释至溶液，用蒸馏水稀释至刻度；第三个用移液管移入刻度；第三个用移液管移入5mlI5mlI2 2溶液和溶液和5mlHCl5mlHCl溶溶液；第四个先加入少许蒸馏水，再加入液；第四个先加入少许蒸馏水，再加入5mL5mL丙酮溶丙酮溶液然后将四个容量瓶放在恒温槽中恒温备用然后将四个容量瓶放在恒温槽中恒温备用。

五五 实验步骤实验步骤2. 2. 透光率透光率100%100%的校正：的校正： 分光光度计波长调在分光光度计波长调在565nm565nm；狭缝宽度；狭缝宽度2 2（或（或1 1））nmnm；控制；控制面板上工作状态调在透光率档比色皿中装满蒸馏水，在面板上工作状态调在透光率档比色皿中装满蒸馏水，在光路中放好恒温光路中放好恒温10min10min后调节蒸馏水的透光率为后调节蒸馏水的透光率为100%100% 3. 测量测量εd值：值： 取恒温好的碘溶液注入恒温比色皿，在取恒温好的碘溶液注入恒温比色皿，在(25.0(25.0±±0.1)℃0.1)℃时，置于光路中，测其透光率时，置于光路中，测其透光率 五五 实验步骤实验步骤4. 4. 测定丙酮碘化反应的速率常数测定丙酮碘化反应的速率常数 将恒温的丙酮溶液倒入盛有酸和碘混合液的容量瓶中，将恒温的丙酮溶液倒入盛有酸和碘混合液的容量瓶中，用恒温好的蒸馏水洗涤盛有丙酮的容量瓶用恒温好的蒸馏水洗涤盛有丙酮的容量瓶3 3次洗涤液均倒入盛有混合液的容量瓶中，最后用蒸馏水稀释液均倒入盛有混合液的容量瓶中，最后用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀，倒入比色皿少许，洗涤三次倾出。

至刻度，混合均匀，倒入比色皿少许，洗涤三次倾出然后再装满比色皿，用擦镜纸擦去残液，置于光路中，然后再装满比色皿，用擦镜纸擦去残液，置于光路中，测定透光率，并同时开启停表以后每隔测定透光率，并同时开启停表以后每隔3min3min读一次读一次透光率，直到光点指在透光率透光率，直到光点指在透光率100%100%为止以上数据记录也可由微机自动采集以上数据记录也可由微机自动采集 五五 实验步骤实验步骤5. 5. 测定各反应物的反应级数测定各反应物的反应级数 编号编号2mol·dm-3丙酮溶液丙酮溶液1mol·dm-3盐酸溶液盐酸溶液0.03mol·dm -3碘溶液碘溶液210mL5mL5mL35mL10mL5mL45mL5mL2.5mL测定方法同步骤测定方法同步骤3 3，温度仍为，温度仍为(25.0(25.0±±0.1)℃0.1)℃或或(30.0(30.0±±0.1)℃0.1)℃ 五五 实验步骤实验步骤6. 6. 将恒温槽的温度升高到将恒温槽的温度升高到(35.0(35.0±±0.1)℃0.1)℃，重复上述操作，重复上述操作1.③,21.③,2，，3 3，，4 4，但测定时间应相应缩短，可改为，但测定时间应相应缩短，可改为2min2min记录一次。

记录一次五五 实验步骤实验步骤六六 注意事项注意事项温度影响反应速率常数，实验时体系始终温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温混合反应溶液时操作必须迅速准确混合反应溶液时操作必须迅速准确比色皿的位置不得变化比色皿的位置不得变化1. 1. 把实验数据填入下表：把实验数据填入下表： C CI2I2＝＝ ；；T T＝＝ ；；lglgT T＝＝ ；； εdεd＝＝ 时间时间/min透光率透光率TlgT25.0℃35.0℃25.0℃35.0℃七七 数据处理数据处理七七 数据处理数据处理2. 2. 将将lglgT T 对时间对时间t t作图，得一直线，从直线的作图，得一直线，从直线的斜率，可求出反应的速率常数斜率，可求出反应的速率常数3. 3. 利用利用25.0℃25.0℃及及35.0℃35.0℃时的时的k k值求丙酮碘化反值求丙酮碘化反应的活化能应的活化能4. 4. 反应级数的求算：由实验步骤反应级数的求算：由实验步骤4 4、、5 5中测得中测得的数据，分别以的数据，分别以lnlnT T对对t t作图，得到四条直线。

作图，得到四条直线求出各直线斜率，即为不同起始浓度时的反应求出各直线斜率，即为不同起始浓度时的反应速率，代入速率，代入(10)(10)、、(11)(11)式可求出式可求出αα，，ββ，，γγ八 实验成败的关键实验成败的关键 1. 1. 式（式（3 3）直线的斜率与）直线的斜率与CACA和有关，因此需准确和有关，因此需准确配制溶液的浓度配制溶液的浓度2. 2. 温度影响反应速率常数，实验时，体系要始温度影响反应速率常数，实验时，体系要始终恒温 九九 实验讨论实验讨论 虽然在反应虽然在反应(1)(1)和和(2)(2)中，从表观上看除中，从表观上看除I I2 2外没有外没有其它物质吸收可见光，但实际上反应体系中却还存在其它物质吸收可见光，但实际上反应体系中却还存在着一个次要反应，即在溶液中存在着着一个次要反应，即在溶液中存在着I I2 2、、I I- -和和I I3 3- -的平的平衡：衡： I I2 2 ＋＋ I I- - ＝＝I I3 3- - (12) (12) 其中其中I I2 2和和I I3 3- -都吸收可见光因此反应体系的吸光都吸收可见光。

因此反应体系的吸光度不仅取决于度不仅取决于I I2 2的浓度而且与的浓度而且与I I3 3- - 的浓度有关根据的浓度有关根据朗伯朗伯- -比尔定律知，在含有比尔定律知，在含有I I3 3- - 和和I I2 2 的溶液的总光密的溶液的总光密度度E E可以表示为可以表示为I I3 3- - 和和I I2 2 两部分消光度之和两部分消光度之和 九九 实验讨论实验讨论 A=AIA=AI2 2 +AI +AI3 3- - = =εεI I2 2 LCLCI I2 2 + +εεI I3 3- - LCLCI I3 3- - (13) (13)而摩尔消光系数而摩尔消光系数εεI I2 2和和εεI I3 3- -是入射光波长的函数是入射光波长的函数在特定条件下，即波长在特定条件下，即波长λ=565nmλ=565nm时，时，εεI I2 2＝＝εεI I3 3- -所以所以(13)(13)式就可变为式就可变为 A = A = εεI I2 2 L L（（C CI I2 2+ +C CI I3 3- -）） (14)(14)也就是说，在也就是说，在565nm565nm这一特定的波长条件下，这一特定的波长条件下，溶液的吸光度溶液的吸光度A A与总碘量与总碘量(I(I2 2＋＋I I3 3- -) )成正比。

成正比因此常数因此常数εLεL就可以由测定已知浓度碘溶液的就可以由测定已知浓度碘溶液的总吸光度总吸光度A A来求出所以本实验必须选择工作波长为来求出所以本实验必须选择工作波长为565nm565nm 十十 思考题思考题 1.1.本实验中，是将丙酮溶液加到盐酸和碘的混合本实验中，是将丙酮溶液加到盐酸和碘的混合 液中，但没有立即计时，而是当混合物稀释至液中，但没有立即计时，而是当混合物稀释至50mL50mL，摇匀倒入恒温比色皿测透光率时才开始计，摇匀倒入恒温比色皿测透光率时才开始计时，这样做是否影响实验结果？为什么？时，这样做是否影响实验结果？为什么？2.2.影响本实验结果的主要因素是什么？影响本实验结果的主要因素是什么？3.3.丙酮碘化反应每人记录的反应起始时间各不相同，丙酮碘化反应每人记录的反应起始时间各不相同，这对所测反应速度常数有何影响？为什么？这对所测反应速度常数有何影响？为什么？4. 4. 对丙酮碘化反应实验，为什么要固定入射光的对丙酮碘化反应实验，为什么要固定入射光的波长？波长？5. 5. 配制丙酮碘化反应液时，把碘与丙酮放在同一配制丙酮碘化反应液时，把碘与丙酮放在同一瓶中恒温，而瓶中恒温，而HCIHCI在另一瓶中恒温，再混合测在另一瓶中恒温，再混合测定它，可以吗？为什么？定它，可以吗？为什么？6. 6. 丙酮碘化反应中，丙酮碘化反应中，lnTlnT对对t t作图应为直线，但常作图应为直线，但常发现反应初期往往偏离直线，为什么？发现反应初期往往偏离直线，为什么？十十 思考题思考题 。