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  • 1 # 環滁皆山野

    丙酮碘化反應速率常數的測定

    實驗目的:

    1.掌握用孤立法確定反應級數的方法;

    2.測定酸催化作用下丙酮碘化反應的速率常數;

    3.透過本實驗加深對複雜反應特徵的理解;

    4.掌握光度計和反應-吸收樣品池的使用方法.

    實驗原理:

    丙酮碘化的方程式為:CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + H+ + I-

    該反應是以作為催化劑,同時反應自身會生成 ,所以此反應是一個自動催化反應,並且為一個複雜反應,分兩步進行:

    CH3COCH3 + H+ → CH3COCH=CH2

    此反應是丙酮的烯醇化反應,反應可逆並進行的很慢,是一個速控步.

    CH3COH=CH2 + I2 → CH3COCH2I + H+ + I-

    此反應是烯醇的碘化反應,反應快速並能進行到底.

    總反應的速率方程為:

    -dCI2/dt = k CA CH+

    分別為碘,丙酮,酸的濃度;k為總反應速率常數.如果丙酮和酸相對於碘是過量的,則可認為在反應過程中丙酮和酸的濃度基本保持不變,同時,在酸的濃度不太大時,丙酮碘化反應對是個零級反應.對上式進行積分得:

    -CI2=kCACH+t + B

    因為碘在可見光區有寬的吸收帶,而在此吸收帶中,鹽酸,丙酮,碘化丙酮和碘化鉀溶液均沒有明顯的吸收,所以可以採用分光光度法直接測量碘濃度的變化.

    A=-kε LCACH+ t - B

    上式中的 εL可透過測定一定濃度的碘溶液的吸光度A帶入式中求得.做A-t圖,直線的斜率可求出丙酮碘化反應速率常數K值.

    有兩個以上溫度下的速率常數就可以根據阿侖尼烏斯公式估算反應的活化能Ea得值.

    ln(k2/k1)= Ea/R *(1/T1-1/T2)

    實驗儀器和試劑:

    721型分光光度計1套;比色管 (50mL)3只;超級恆溫槽1套; 帶有恆溫夾層的比色皿1個;移液管(10mL)3只;停表1塊

    0.005mol/L和0.05mol/L碘溶液 ; 2.00mol/L標準鹽酸溶液; 2.00mol/L丙酮溶液

    實驗步驟:

    1.準備

    1> 開啟恆溫水浴,控制溫度為35℃(或30℃(另一組做)).

    2> 反應溶液的配製:分別移取5ml碘溶液(0.05M)和5ml酸溶液(2.000M)於25ml比色管中,加入約10ml水,再取10ml丙酮溶液(2.000M)於50ml比色管中,加入約10ml水,在第三支比色管中注入25ml水,三管同時放入恆溫水浴中恆溫10分鐘.

    3> 測εL值:調光度計“λ”按紐使波長為590nm,調節“0”按紐使指標指向左邊零位置,在恆溫比色皿中分別注入0.005M碘溶液 和蒸餾水,放入儀器中(外側放蒸餾水,內側放碘液).拉動拉桿使光路對準用蒸餾水調吸光度零點(即關閉儀器入口,使指標指向滿刻度),然後再拉動拉桿使光路對準樣品池,測吸光度,平行測量三次.

    2.測量

    快速將恆溫的碘、酸混合液傾入丙酮溶液中,用恆溫水洗滌盛碘酸之比色管,使反應液的總體積為 50ml.將反應液迅速注入2cm比色皿中,每次用蒸餾水調吸光度零點後,測其吸光度值.35℃時,每30秒測一次;(30℃時,每1分鐘測一次).

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