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1、分光光度法测定丙酮分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程碘化反应的速率方程第1页，共30页，编辑于2022年，星期五丙酮碘化反应丙酮碘化反应一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论第2页，共30页，编辑于2022年，星期五一、实验目的 1.利用分光光度计测定酸催化时丙酮碘化反应的速率常数；2.学习用孤立法测定丙酮碘化反应的反应级数；3.3.测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能；4.初步认识复杂反应机理，
2、了解复杂反应的表观速率常数的求算方法。第3页，共30页，编辑于2022年，星期五实验原理 酸催化的丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：该反应能不断产地生H+，它反过又起催化作用，故是一个自动催化反应。其速率方程可表示为：反应速率：式中：cE、cA、cI2、cH+-碘化丙酮、丙酮、碘及盐酸的浓度(mol/L)；K-速率常数；p、q、r-丙酮、碘和氢离子的反应级数。第4页，共30页，编辑于2022年，星期五 因为碘溶液在可见光区有一个比较宽的吸收带，而丙酮和盐酸在该吸收带中对光基本上没有吸收，所以可通过测定反应液各个时刻的消光值来获得各个时刻的 。根据朗白比耳(Lambert-Beer)定律：
3、第5页，共30页，编辑于2022年，星期五作关系图通过其斜率m可求得反应速率。即由（4）式可知：第6页，共30页，编辑于2022年，星期五当丙酮初始浓度不同，而碘、氢离子初始浓度分别相同时，即：为了确定反应级数p、q、r，每个至少需进行两次实验，用脚注数字分别表示各次实验。则有：第7页，共30页，编辑于2022年，星期五同理，当丙酮、碘的初始浓度分别相同，而酸的浓度不同时，即：则有：同理，当丙酮、氢离子的初始浓度分别相同，而碘的浓度不同时，即：则有：第8页，共30页，编辑于2022年，星期五 由两个温度的反应速度常数k1与k2,从阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。第9页，共30页，编辑于2022
4、年，星期五药品仪器仪器：.721分光光度计；.超级恒温槽；.移液管、吸耳球、容量瓶等；药品：.0.02mol/L 碘溶液 .4.0mol/丙酮 .1mol/L 盐酸；第10页，共30页，编辑于2022年，星期五实验步骤开启超级恒开启超级恒温槽温槽预热分光预热分光光度计光度计调节恒温调节恒温温度温度t 测定测定1-4号反应号反应液的液的T值值配制碘、丙酮、盐配制碘、丙酮、盐酸及反应液酸及反应液溴水及5号瓶再调节恒温温再调节恒温温度度(t+5)碘溶液及1-4号瓶设定波长设定波长测定碘溶测定碘溶液的液的T值值设定时间设定时间测定碘溶测定碘溶液的液的T值值测定测定1-4号反号反应液的应液的T值值第11
5、页，共30页，编辑于2022年，星期五 依次打开“电源”开关，“电动泵”开关和“加热”开关。第12页，共30页，编辑于2022年，星期五调节接触温度计的胶木帽，使恒温温度t为“原始水温原始水温+55”，保持恒温状态。在以上温度的基础上，再增加55恒温。（以玻璃温度计上的温度为准）第13页，共30页，编辑于2022年，星期五 打开分光光度计的开关 仪器预热30分钟后即可测试。用蒸馏水调零：比色皿中装入蒸馏水，调零。配制0.001molL-1碘溶液。测两次T，求其平均值，求al值。第14页，共30页，编辑于2022年，星期五按下表配制各种溶液，并预热30min：瓶子瓶子瓶子标示瓶子标示0.01mo
6、l/L碘溶液碘溶液1mol/L盐酸盐酸2.0mol/L丙酮丙酮蒸馏水蒸馏水50ml棕色容量瓶棕色容量瓶110ml5ml无无20ml50ml棕色容量瓶棕色容量瓶210ml5ml无无25ml50ml棕色容量瓶棕色容量瓶310ml10ml无无15ml50ml棕色容量瓶棕色容量瓶45ml5ml无无25ml100ml具塞三角瓶具塞三角瓶丙酮丙酮无无无无80ml无无100ml具塞三角瓶具塞三角瓶蒸馏水蒸馏水无无无无无无80ml第15页，共30页，编辑于2022年，星期五容量瓶编号12342.0mol/L丙酮溶液10ml5ml10ml10ml按下表加入丙酮的量 恒温好后，取10ml丙酮加入到1号瓶中，当加到
7、一半时开始计时，待丙酮全部加入后，加蒸馏水至容量瓶刻度，摇匀。混合后的溶液倒入比色皿中，并进行测定。每隔2min测定透光率一次，直到取得1012个数据为止。第16页，共30页，编辑于2022年，星期五其他样品测定同上。实验完成后，清洗复原。第17页，共30页，编辑于2022年，星期五实验数据记录 实验日期：；超级恒温器的恒温温度：；超级恒温器的恒温温度：+5。第18页，共30页，编辑于2022年，星期五数据处理1.计算 ；2.作 关系图；3.确定直线斜率 值；4.确定反应级数p、q、r的值；5.写出丙酮碘化反应速率方程；6.计算反应活化能；7.文献值。第19页，共30页，编辑于2022年，星期
8、五计算 的平均值：两个温度分别计算第20页，共30页，编辑于2022年，星期五0 t (min)lgTt关系关系 图图 lgT1号瓶3号瓶2号瓶4号瓶第21页，共30页，编辑于2022年，星期五 斜率其中第22页，共30页，编辑于2022年，星期五 反应级数的确定：计算反应速度常数k值（令p=r=1,q=0）第23页，共30页，编辑于2022年，星期五 根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能。第24页，共30页，编辑于2022年，星期五文献值：.p=1、q=0、r=1.活化能Ea=48kJ/mol.反应速率常数t/0252735103K/(Lmol-1min-1)0.691.722.165.28第
9、25页，共30页，编辑于2022年，星期五实验结果与讨论结果：实测值为Ea=计算实验偏差：分析产生偏差的原因：有何建议与想法？第26页，共30页，编辑于2022年，星期五注意事项：1.反应液混合后应迅速进行测定；2.计算时要用到初始浓度，因此实验中所用的浓度一定要配准；3.温度对实验结果影响很大，应把反应温度准确控制在实验温度的0.1范围之内。第27页，共30页，编辑于2022年，星期五思考题 1.丙酮碘化反应中，H+为催化剂。能否把反应速率方程中的CH+r项并入速率常数项中，为什么？2.实验中若开始计时晚了，对实验结果有无影响？为什么？3.若盛蒸馏水的比色皿没有洗干净，对测定结果有什么影响？第28页，共30页，编辑于2022年，星期五4.配制和选取各反应物的初始浓度，应考虑哪些情况？5.影响本实验结果精确度的主要因素有哪些？6.若本实验中原始溴浓度不准确，对实验结果是否有影响？为什么？第29页，共30页，编辑于2022年，星期五重点难点重点：重点：掌握掌握722722分光光度计的使用方分光光度计的使用方法；阿仑尼乌斯方程应用；反应级数法；阿仑尼乌斯方程应用；反应级数的确定方法。的确定方法。难点：难点：722722分光光度计的工作原理。分光光度计的工作原理。第30页，共30页，编辑于2022年，星期五