丙酮碘化反应地速率方程

1、实用文案实验报告实验名称：丙酮碘化反应的速率方程姓名：学号：班级：同组：时间：一、实验目的1、掌握用孤立法确定反应级数的方法。2、测定酸催化作用下丙酮酸碘化反应的速率常数。3、通过本实验加深对复杂反映特征的理解。二、实验原理大多数化学反应是由若干个基元反应组成的。这类复杂反应的反应速率和反应活度之间的关系大多不能用质量作用定律预示。以实验方法测定反应速率和反应物活度的计量关系， 是研究反应动力学的一个重要内容。对复杂反应可采用一系列实验方法获得可靠的实验数据并据此建立反应速率方程式，以其为基础，推测反应的机理，提出反应模式。孤立法是动力学研究中常用的一种方法。 设计一系列溶液， 其中只有某一物

2、质的浓度不同， 而其他物质浓度均相同， 借此可以求得反应对该物质的级数。 同样亦可以得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。丙酮碘化反应是一个复杂的反应，其反应为：在实际操作中，一定浓度范围内，通常可以用物质浓度替代活度表示某一物质对反应速率的影响，假设上述反应的反应常数方程为：dC I2XYZrkC 丙酮 C 酸 C 碘dt式中：r 为丙酮碘化的反应速率， k 为反应速率常数， 指数 X、Y 和 Z 分别为丙酮，酸和碘的分级数。按照朗伯 - 比耳 (Lambert-Beer) 定律，某指定波长的光通过碘溶液后的光强为 I ，通过蒸馏水后的光强为 I0 ，则透光率可表示为 :标准文档实用文案A

3、=- lg Tlg IabCI 0dCI 2以 A 对时间 t 作图，其斜率为 ab dt ，若已知 a 和 b，则可计算出速率方程。若 C 丙酮 C酸? C 碘 则值对 t 关系为一条直线，故有C碘 1-C 碘 2= kC丙X酮 C酸Y (t 2 -t 1)A1- A211k=t 2t1ab C丙X酮 C酸Y由两个或两个以上温度的速率常数，就可以根据阿累尼乌斯(Arrhenius)关系式估算反应的活化能。三、仪器和试剂722 型光栅分光光度计超级恒温水浴容量瓶（ 25ml）3个移液管（ 5ml，刻度）3支烧杯（ 50ml）丙酮溶液（ 2.00ml/L ）盐酸溶液（ 2.00ml/L ）碘溶液

4、（ 0.02ml/L ）四、实验步骤恒温准备、配置溶液分光光度计校正侧吸光系数a测反应溶液的 A-t1、恒温准备、配置溶液丙酮溶液（ 2.00ml/L ）、盐酸溶液（ 2.00ml/L ）、碘溶液（ 0.02ml/L ）将超级恒温水浴温度调至25 0.1 。2、分光光度计校正在 1cm比色皿样品池中装2/3 的蒸馏水。将波长调节盘调到520nm处，合上盖板，选择透射模式，调节拉杆位置到调零档，按下 0%T使读数显示 0.00 。调节拉杆位置使装有蒸馏水的比色皿进入光路，用 100%T按键使读数显示 1.00 。测量时，选择档调至吸光度（ A）模式。三、测吸光系数a将装有蒸馏水的洗瓶和碘溶液置于

5、恒温水浴中恒温。在一定浓度范围内， 配置碘溶液，测量其吸光度，根据A=abc 计算出 ab 值。四、测反映溶液的A-t将装有丙酮溶液的磨口瓶、 一定体积的盐酸溶液和碘溶液的容量瓶置于恒温标准文档实用文案水浴中恒温。待溶液恒温后，在容量瓶中移入已经恒温的一定体积的丙酮溶液，加入已恒温的蒸馏水，稀释至刻度。迅速混匀后，计时，并尽快倒入池中读数。之后，每隔 15 秒读数一次，保证在吸光度回到0.100 之前能均匀采得10 点以上。五、数据处理1、通过已知浓度的碘溶液求的ab 值。碘溶液浓度 C0.0024吸光度 A0.401a167.08所以： ab = 168.082、各个反应溶液的吸光度值 A

6、对时间 t 作图，求得其反应速率。A-t 数据记录：反应序号1234反应序号5反应温度25252525反应温度35丙酮酸2242丙酮酸2盐酸2224盐酸2碘溶液1.531.51.5碘溶液1.5t/min吸光度 A吸光度 A吸光度 A吸光度 At/min吸光度 A0.000.2170.3890.1850.20100.1880.330.2170.3870.1780.1920.660.2140.3850.1700.1820.250.1831.000.2110.3830.1630.1700.50.1791.330.2070.3800.1580.1630.750.1771.660.2050.3790.1

7、530.15810.1732.000.2020.3750.1460.1501.250.1702.330.1990.3720.1410.1431.50.1672.660.1960.3680.1350.1371.750.1643.000.1930.3650.1290.13120.1613.330.1900.3620.1240.1262.250.1583.660.1880.3600.1180.1182.50.1534.000.1850.3560.1130.1132.750.1504.330.1820.3480.1070.10630.1484.660.1790.3470.1010.1013.250.1

8、45A-t 图：标准文档实用文案反应 10.2200.2150.2100.2050.200A0.1950.1900.1850.1800.175012345t/min由图可得其线性方程为：A=-0.00851 t + 0.21883则其斜率为： -0.00851所以 r 1 = 斜率 /-ab =-0.00851/160.08=5.31610-5反应 2标准文档实用文案0.390.380.37A0.360.350.34012345t/min由图可得其线性方程为：A= -0.00915 t + 0.39172则其斜率为： -0.00915所以 r 2 = 斜率 /-ab =-0.00915/160

9、.08=5.71610-5反应 3标准文档实用文案0.200.180.16A 0.140.120.10012345t/min由图可得其线性方程为：A= -0.01758 * t + 0.18236则其斜率为： -0.01758所以 r 3 = 斜率 /-ab =-0.01758/160.08=1.09810-4反应 4标准文档实用文案0.200.180.16A0.140.120.10012345t/min由图可得其线性方程为：A= -0.02087 * t + 0.19469则其斜率为： -0.02087所以 r 4= 斜率 /-ab =-0.02087/160.08=1.304 10-4 反

10、应 5标准文档实用文案0.190.180.17A0.160.150.14-0.50.00.51.01.52.02.53.03.5t/min由图可得其线性方程为：A= -0.01299 * t + 0.18654则其斜率为： -0.01299所以 r 5= 斜率 /-ab=-0.01299/160.08=8.11510-53、根据速度求 x， y， z 及 k。因为在 T 为 25时：r 1=5.316 10-5r2=5.716 10-53-44-4r =1.09810r=1.304 10所以： x = 1 ，y = 1 ， z = 0A1-A211根据 k =t2 t1abC丙X酮 C酸Y得到

11、：反应 1:k 1 =(0.217-0.179)/(4.6660168.08 0.16 0.16)=3.159 10-5反应 2:k 2 =(0.389-0.347)/(4.6660168.08 0.16 0.16)=3.491 10-5反应 3:k 3 =(0.185-0.101)/(4.66-560168.08 0.32 0.16)=3.491 10反应 4:k 4 =(0.182-0.106)/(3.6760168.08 0.16 0.32)=4.016 10-5所以 k = （k1+k2+k3+k4）/4=3.540 10-5当 T=35时： k = 5.125 10-5标准文档实用文

12、案4、根据不同温度的速率常数k，计算丙酮碘化反应的活化能Ea因为：所以 :E a=8.314 298308 ln(5.125 10-5 /3.540 10-5 )/(308-298)= 2.8 103 J六、思考题问：动力学实验中，正确计算时间是很重要的步骤。本实验中，从反应物开始混合到开始读数，中间有一段不短的操作时间，这对实验有无影响？答：理论上有影响，但实际上几乎没有影响，理论系统误差小于千分之一。而且反应刚开始会有很多不确定因素反应液是否完全混匀、生成中间体浓度需要多长时间达到稳态近似法处理的条件 dM/dt= 0等。且因为实验是依据 c（ I3- ）- t 取得反应速率 k 的。而在实验条件下，c （I3- ） - t 为一条直线，故计时稍晚， 实验得到的数据是正确实验条件下的部分，但其仍为直线， 直线