「实验12复杂反应----丙酮溴化反应[学校课件]」.ppt

复杂反应 丙酮溴化反应 一 实验目的 二 实验原理 三 药品仪器 四 实验步骤 五 实验记录 六 数据处理 八 注意事项 九 思考题 七 结果分析与讨论 1 高级课件 实验目的 1 利用分光光度计测定酸催化时丙酮溴化反应的速率常数 2 学习用孤立法测定丙酮溴化反应的反应级数 3 通过实验加深对复杂反应特征的理解 2 高级课件 实验原理 酸催化的丙酮溴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 cBr2 cH 溴化丙酮 丙酮 溴及盐酸的浓度 mol L K 速率常数 p q r 丙酮 溴和氢离子的反应级数 3 高级课件 当丙酮初始浓度不同 而溴离子 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 4 高级课件 同理 当丙酮 溴离子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 而溴的浓度不同时 即 则有 5 高级课件 如何获得 因为溴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 6 高级课件 本实验通过测定0 005mol L和0 01mol L两个已知浓度的溴水消光值 分别求得 然后取其平均值 即 因为 所以 7 高级课件 作 关系图 即反应速率 k为直线斜率 8 高级课件 按以下条件测定消光值 9 高级课件 首先根据在t 和 t 5 时测得的0 005mol L和0 01mol L溴水的消光值求得和 然后作1 5号反应液的直线图 分别求出直线斜率k1 k2 k3 k4 k5 其中i为1 2 3 4 即可求出p q r的值 并根据反应速率方程求出反应速率常数K 10 高级课件 当1号和5号反应液的浓度相同时 即有 从阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能 其中 11 高级课件 药品仪器 1 723分光光度计 2 超级恒温器 3 接触温度计 玻璃温度计 4 移液管 吸耳球 容量瓶等 5 0 005mol L溴水2 5mol L丙酮2mol L盐酸 6 等等 12 高级课件 13 高级课件 超级恒温器 14 高级课件 实验步骤 开启超级恒温器 预热分光光度计 调节恒温温度t 测定1 4号反应液的消光值 配制溴水 丙酮 盐酸及反应液 溴水及5号瓶 再调节恒温温度 t 5 溴水及1 4号瓶 设定波长 测定溴水的消光值 设定时间 测定溴水的消光值 测定5号反应液的消光值 15 高级课件 依次打开 电源 开关 电动泵 开关和 加热 开关 16 高级课件 调节接触温度计的胶木帽 使恒温温度t为 原始水温 5 保持恒温状态 在以上温度的基础上 再增加5 作为5号反应液的恒温温度 以玻璃温度计上的温度为准 17 高级课件 打开分光光度计的开关 仪器进入自测程序 波长从320 820nm全波长校正仪器 后自动返回到500nm 并打出开工信号 723SPECTROPHOTOMETER 仪器预热30分钟后即可测试 18 高级课件 设定723分光光度计的波长为460nm 其步骤 按 GOTO 460 ENTER 19 高级课件 按下表配制各种溶液 并预热30min 20 高级课件 用蒸馏水调零 比色皿中装入蒸馏水 放置于 待数显稳定后 按键 自动调零 ASB O100 T 测定 消光值 比色皿中装入 或 瓶的溴水 放置于 待数显稳定后 按键 即打印其消光值 如不在方式时 按进入方式即可 START STOP DATA DATA MODE 2 ENTER 21 高级课件 在723分光光度计上设置定时打印 间隔时间为1min 操作如下 MODE 3 ENTER 1 22 高级课件 按下表加入丙酮的量 恒温好后 取10ml丙酮加入到1号瓶中 当加到一半时按键 开始计时打印 待丙酮全部加入后 加蒸馏水至容量瓶刻度 摇匀 ENTER 混合后的溶液倒入比色皿中 并放入 槽中进行测定 仪器以1min间隔定时打印消光值 待测得10个数据后 按键终止定时打印 MODE 23 高级课件 其他样品测定同上 实验完成后 清洗复原 24 高级课件 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 撕下723分光光度计上所打印的数据 并标好所测溶液的编号 25 高级课件 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 写出丙酮溴化反应速率方程 6 计算反应活化能 7 文献值 26 高级课件 计算的平均值 根据 求出两次恒温温度t 和 t 5 的和 27 高级课件 0t min D t关系图 D 1号瓶 3号瓶 2号瓶 4号瓶 5号瓶 28 高级课件 斜率 其中 29 高级课件 反应级数的确定 30 高级课件 丙酮溴化反应速率方程 用 各初始浓度 q p r的值代入上式 即得反应速率常数K 31 高级课件 根据阿仑尼乌斯公式求出反应的活化能 其中 32 高级课件 文献值 p 1 q 0 r 1 活化能Ea 86 2kJ mol 反应速率常数 33 高级课件 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 34 高级课件 注意事项 1 溴水不稳定 加热时溴蒸气即从溶液中逸出 在日光作用下能形成氢溴酸 所以从溶液配制到测量应尽量迅速 2 因只测定反应开始一段时间的消光值 故反应液混合后应迅速进行测定 3 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 4 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 35 高级课件 思考题 1 丙酮溴化反应中 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 36 高级课件 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