資源描述：
《丙酮碘化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)丙酮碘化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)C2022010-03-29T=286.15KP=85.02kPa一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理由同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)步驟等2.測(cè)定反應(yīng)常數(shù)k、反應(yīng)級(jí)數(shù)n、活化能Ea3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)的理解二、實(shí)驗(yàn)原理丙酮碘化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為：實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，反應(yīng)速率在酸性溶液中隨氫離子濃度的增大而增大。反應(yīng)式中包含產(chǎn)物，故本反應(yīng)是自催化反應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)方程式為：-dCA/dt=-dCI2/dt=kCAαCH+βCI2γ式中C為各物質(zhì)濃度（mol/L）,k為反應(yīng)速率常數(shù)或反應(yīng)比速，指數(shù)為反應(yīng)級(jí)
2、數(shù)n。丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理可分為兩步：第一步為丙酮烯醇化反應(yīng)，其速率常數(shù)較小，第二部是烯醇碘化反應(yīng)，它是一個(gè)快速的且能進(jìn)行到底的反應(yīng)。用穩(wěn)態(tài)近似法處理，可以推導(dǎo)證明，當(dāng)k2CH+>>k3CI2時(shí)，反應(yīng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)證明的反應(yīng)級(jí)數(shù)相符。丙酮碘化反應(yīng)對(duì)碘的反應(yīng)級(jí)數(shù)是零級(jí)，級(jí)碘的濃度對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響，原來(lái)的速率方程可寫(xiě)成-dCI2/dt=kCAαCH+β為了測(cè)定α和r，在CA>>CI2、CH+>>CI2及反應(yīng)進(jìn)程不大的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則反應(yīng)過(guò)程中，CA和CH+可近似視為常數(shù)，積分上式的：CI2=-kCAαCH+βt+A’CI2以對(duì)t作圖應(yīng)為直線。
3、與直線的斜率可求得反應(yīng)速率常數(shù)k及反應(yīng)級(jí)數(shù)n。在某一指定的溫度下，進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，固定氫離子的濃度不變，改變丙酮的濃度，使其為CA2=mCA1，根據(jù)-dCI2/dt=kCAαCH+β得：nB=(lg(ri/rj))/lgm若測(cè)得兩次反應(yīng)的反應(yīng)速率，即求得反應(yīng)級(jí)數(shù)p。用同樣的方法，改變氫離子的濃度，固定丙酮的濃度不變，也可以得到對(duì)氫離子的反應(yīng)級(jí)數(shù)r。若已經(jīng)證明：p=r=1，q=0，反應(yīng)速率方程可寫(xiě)為：-dCI2/dt=kCACH+在大量外加酸存在下及反應(yīng)進(jìn)程不大的條件下，反應(yīng)過(guò)程的氫離子可視為不變，因此，反應(yīng)表現(xiàn)為準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)或假一級(jí)反應(yīng)：-dC
4、I2/dt=k'CA式中k'=kCH+，k'為與氫離子濃度有關(guān)的準(zhǔn)反應(yīng)比速。設(shè)丙酮及碘的初始濃度為CA0、CI20.側(cè)有：CA=CI20-（CI20-CI2）由數(shù)學(xué)推導(dǎo)最終可得：CI2=-CA0k't+CA0C'+CI20若在不同的時(shí)刻t，測(cè)得一系列CI2，將其對(duì)t作圖，得一直線,斜率為-CA0k'，即可求得k'的值。在不同的氫離子濃度下，k’值不同。分光光度法，在550nm跟蹤I2隨時(shí)間變化率來(lái)確定反應(yīng)速率。三、儀器及藥品721分光光度計(jì)1套丙酮標(biāo)準(zhǔn)液(2.000mol*L-1)秒表1塊HCl標(biāo)準(zhǔn)液(1.000mol*L-1)碘瓶（50m
5、l）6個(gè)I2標(biāo)準(zhǔn)液(0.01mol*L-1)刻度移液管（20ml）5支四、實(shí)驗(yàn)步驟1.儀器準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先打開(kāi)光度計(jì)預(yù)熱。2.標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定摩爾吸光系數(shù)。（每組配一種濃度，共5個(gè)濃度，在一臺(tái)儀器上測(cè)出吸光度，數(shù)據(jù)共享）3.丙酮碘化過(guò)程中吸光度的測(cè)定：迅速混合，每隔1分鐘記錄光度計(jì)讀數(shù)，記錄至少15分鐘。記住先加丙酮、碘，最后加鹽酸！注意事項(xiàng)：比色皿的拿法和清洗；測(cè)量碘溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線由低到高；移液管的使用：不要吹掉最后一滴；標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定摩爾吸光系數(shù)，（每組配一種濃度，共5個(gè)濃度，在一臺(tái)儀器上測(cè)出吸光度，數(shù)據(jù)共享）；錐形瓶上的體積是粗刻度，要以移
6、液管所取的體積為準(zhǔn)；溶液數(shù)目多，制備溶液時(shí)防止加錯(cuò)體積。4五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理摩爾吸光系數(shù)的測(cè)定V(ml)/25mlC(I2)/mol*L-1A20.00080.25440.00160.46450.0020.57160.00240.66880.00320.839丙酮碘化過(guò)程中吸光度的測(cè)定碘瓶編號(hào)1234H2O/ml25252030HCl溶液/ml5101010丙酮溶液/ml105105碘溶液/ml1010105C(HCl)/mol*L-10.10000.20000.20000.2000C(丙酮)/mol*L-10.40000.20000.400
7、00.2000C(I2)/mol*L-10.00200.00200.00200.0010A(反應(yīng)開(kāi)始后測(cè)定一次/分)00.5650.5430.5130.26910.560.5320.5030.26720.5540.5280.490.25230.5480.5230.480.25640.5410.5180.4680.24950.5320.5110.4540.2460.5230.5030.440.23470.5130.4930.4250.22780.5040.4870.410.2290.4970.4780.3950.21100.490.4730.
8、3810.202110.4830.4660.3650.194120.4750.4580.3490.187130.4670.450.3320.178140.4570.4430.31
