1、實(shí)驗(yàn)十三丙酮碘化反應(yīng)精品文檔丙酮碘化反應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。(2)測(cè)定酸催化時(shí)丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)。(3)掌握72光柵分光光度計(jì)的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理不同的化學(xué)反應(yīng)其反應(yīng)機(jī)理是不相同的。按反應(yīng)機(jī)理的 復(fù)雜程度之不同可以將反應(yīng)分為基元反應(yīng)(簡(jiǎn)單反應(yīng))和復(fù) 雜反應(yīng)兩種類(lèi)型。簡(jiǎn)單反應(yīng)是由反應(yīng)物粒子經(jīng)碰撞一步就直 接生成產(chǎn)物的反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)不是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的一步就能完成 的，而是要通過(guò)生成中間產(chǎn)物的許多步驟來(lái)完成的，其中每 一步都是一個(gè)基元反應(yīng)。常見(jiàn)的復(fù)雜反應(yīng)有對(duì)峙反應(yīng)(或稱(chēng) 可逆反應(yīng)，與熱力學(xué)中的可逆過(guò)程的含義完全不同)。平行 反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)等。丙酮碘化反應(yīng)是一復(fù)雜反

2、應(yīng)，反應(yīng)方程式為：H+是催化劑，由于反應(yīng)本身能生成H+,所以，這是個(gè)自動(dòng)催化反應(yīng)。一般認(rèn)為該反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理包括下列兩步：一 "加 O0H（A） （B）Ct%一廠飆 + 12 * CH3C-CHjI + H*+ F（2）OHO（B） ITO這是一個(gè)連續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)（1）是丙酮的烯醇化反應(yīng)，它是一個(gè)可逆反應(yīng)，進(jìn)行得很慢。反應(yīng)（2）是烯醇的碘化反應(yīng)，它是一個(gè)快速且能進(jìn)行到底的反應(yīng)。由于反應(yīng)（1）速率很慢，而反應(yīng)（2）的速率又很快，中間產(chǎn)物烯醇一旦生成又馬上消耗掉了。根據(jù)連續(xù)反應(yīng)的特點(diǎn)，該反應(yīng)的總反應(yīng)速率由反應(yīng)（1）所決定，其反應(yīng)的速率方程可表示為：=用=KCg式中Ca為丙酮的濃度；Cd為產(chǎn)物

3、碘化丙酮的濃度；Ch+為氫離子的濃度；K為丙酮碘化反應(yīng)的總的速率常數(shù)。d金由反應(yīng)(2)可知， 亞 就 如果測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中各時(shí)間碘的濃度，就可以求出 山。由于碘在可見(jiàn)光區(qū)有 一個(gè)比較寬的吸收帶，所以本實(shí)驗(yàn)可采用分光光度法來(lái)測(cè)定 不同時(shí)刻反應(yīng)物的濃度。若在反應(yīng)過(guò)程中，丙酮的濃度為0.10.6mol dm-3,酸的濃度為0.050.5mol dm-3時(shí)，可視丙酮與酸的濃度為常數(shù)。將(3)式積分得：KKCaChTCD1 - CD1 = KCaC/巧- a(4)按朗怕-比耳定律，若指定波長(zhǎng)的光通過(guò)碘溶液后光強(qiáng) 為I,通過(guò)蒸儲(chǔ)水后的光強(qiáng)為 I0,則透光率可表示為：I Th I并且透光率與碘的濃度有如下關(guān)系

4、：依丁二-K'ZCq(5)式中，l為比色皿光徑長(zhǎng)度； K',是取10為底的對(duì)數(shù)時(shí)也三w的吸收系數(shù)。又因 業(yè) 成，積分后可得：將式（5）、（6）代入式（4）中整理后得：他丁丁 IgT, =“）或：K = K7(t5- G)' CACu*式中，K'l可通過(guò)測(cè)定一已知濃度的碘溶液的透光率T代入式（5）而求得。當(dāng)Ca與Ch+濃度已知時(shí)，只要測(cè)出不同時(shí)刻反應(yīng)物的透光率，就可利用（8）式求出丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù) Ko三、儀器和藥品帶恒溫裝置的722型光柵分光光度計(jì)，超級(jí)恒溫槽， 停表，100mL磨口錐形瓶1個(gè)，50mL容量瓶2個(gè)，5mL 移液管3支。3mol Pm-3丙酮

5、溶液,標(biāo)準(zhǔn)用 0.01mol dm-3l2溶液,實(shí) 驗(yàn)用0.05mol dm-3l2溶液（上述各溶液均需準(zhǔn)確標(biāo)定）。四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）將超級(jí)恒溫槽的溫度調(diào)至20 C。（2）調(diào)整分光光度計(jì)：1 .在使用儀器前，應(yīng)該對(duì)儀器進(jìn)行檢查，電源接線應(yīng)牢 固，通地要良好。各個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕的起始位置應(yīng)該正確，然后 再接通電源開(kāi)關(guān)。2 .將靈敏度旋鈕調(diào)置 “1檔（放大倍率最小）。3 .開(kāi)啟電源，指示燈亮，選擇開(kāi)關(guān)置于“T；波長(zhǎng)調(diào)到560nm的位置上，然后將比色架（帶有恒溫水套）放入暗箱中蓋好箱蓋）儀器預(yù)熱 20min o4 .打開(kāi)試樣室蓋（光門(mén)自動(dòng)關(guān)閉），調(diào)節(jié) “0旋鈕，使數(shù)字顯示為“00.0：蓋上試樣室蓋，將裝有

6、蒸儲(chǔ)水的比色皿（光徑長(zhǎng)為2cm）放到比色架上，使之處在光路中。調(diào)節(jié)透光率“10竄”旋鈕，使數(shù)字顯示為“100.0'：如果顯示不到“100.0；則可適當(dāng)增加微電流放大器的倍率檔數(shù)，但盡可 能使用低檔，這樣儀器將有更高的穩(wěn)定性。改變倍率后，必 須重新校正“0和“10冊(cè)”。（3）求 K'l 值：取另一比色皿，注入已知濃度的碘溶液、放到比色皿架的另一檔位置上，測(cè)其透光率T （注意刻度盤(pán)上讀出的透T =光率”)，相當(dāng)于公式,。，當(dāng)Io=100時(shí)的I值，所以透光率T=I讀X0.01 ),利用(5)式求出 K'l值。(4)測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的速度常數(shù)K:在一洗凈的50mL容量瓶中，用移

7、液管移入5ml3mol/L丙酮溶液，加入少量蒸儲(chǔ)水(為什么？)。取另一 洗凈的50ml容量瓶，用移液管移入 5ml實(shí)驗(yàn)用碘溶液。再用另一支移液管移入 5mlHCl溶液，于100ml磨口帶蓋錐形瓶中注入蒸儲(chǔ)水。三瓶各自蓋好塞子，一起放入恒溫槽中恒溫。待達(dá)到恒溫后(10min左右)，將丙酮溶液倒入鹽酸和碘溶液容量瓶中，用恒溫的蒸儲(chǔ)水洗丙酮瓶34次，洗滌液倒入混合液瓶中，用恒溫蒸儲(chǔ)水稀釋至刻度。此步驟在包溫槽小孔口中進(jìn)行。取出此容量瓶，搖勻后迅速倒入比色皿中，用擦鏡紙擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下與步驟(3)相同，測(cè)其透光率 To每隔3min量一次，直至 24min左右。在測(cè)量過(guò)程中，需經(jīng)常檢查檢流計(jì)零點(diǎn)和蒸儲(chǔ)水空白 的透光率。(5)分別升溫至 25C、30 C, 35 C,測(cè)以上各溫度時(shí)透光率T五、數(shù)據(jù)處理1 .利用（5）式，求出K' I2 .由lgT對(duì)時(shí)間t作圖，應(yīng)得一直線，求此直線斜率, 再由斜率m求出K總。曙=3 .口% （注意Ca, Ch+應(yīng)取值若干？）4 .求活化能：5 .由阿累尼烏斯公式6公血強(qiáng)E, 1.,榜K = 一 嬴*亍*以lgK對(duì)1/T作圖，由斜率m求EnoEa = - 2.303 X 8,314 X m x 0Oll（kj/«