电动势法对丙酮碘化反应动力学的研究.ppt

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1、电动势法对丙酮电动势法对丙酮 碘化反应动力学碘化反应动力学的研究的研究组员：张芹 刘瑾玉 蒙开俊实验表明：实验表明：反应的速率与卤素的种类及其浓度无关，却与溶液中丙酮和氢离子浓度密切相关。一一 原理原理我们要求的是反应级数和反应速率常数，这里我们可以用的方法很多，比如什么积分法，微分发，半衰期法等等，但是我们这里采用的是孤立法在酸性溶液中,丙酮碘化反应是一个复合反应,其反应式为:总反应的速率方程为：n设计一系列溶液,其中只有某一物质的浓度不同,而其它物质的浓度均相同,借此可以求得反应对该物质的级数.用同样的方法亦可得到其它各种作用物的级数,从而确定速率方程。什么是孤立法？若用“”、“”分别表示

2、这两次实验。令：具体做法：比如要测定Hg(l)-Hg2Cl2(s)|KCl（饱和）|丙酮()，碘溶液()|Pt反应速率的求法：反应速率的求法：根据能斯特方程该电池电动势可以表示为：进而计算出反应速率。实验部分混合溶液的丙酮、盐酸、碘、碘离子的浓度(mol.L-1)容量瓶号C(A)C(H+)C(I2)C(I-)1号0.40.0810.0020.12号0.20.0810.0020.13号0.40.1620.0020.14号0.40.0810.0010.1u=CA2/CA1=0.5w=CH+3/CH+1=2x=CI24/CI21=0.5序号1号号2号号时间/min电动势Et时刻C(I2)时间/min

3、电动势Et时刻C(I2)12.20.2640.0001176532.00.2630.00011823.20.26410.000117573.00.26230.00011934.20.2640.0001176534.00.25830.00012146.20.26320.0001182955.00.25430.00012357.20.26920.0001209546.00.26290.00012567.00.26390.000129序号3号号4号号时间/min电动势Et时刻C(I2)时间/min电动势Et时刻C(I2)12.00.294.50779E-051.70.26210.00011923.0

4、0.2857.2429E-052.20.26320.00012034.00.2828.42925E-052.70.26350.00012345.00.2799.36234E-053.20.26430.00012556.00.2760.0001009624.70.26460.00012767.00.270150.000111072y=0.0412x+1.6845 y=0.0206x+1.6514（1号）（2号）y=0.0812x+1.7250 y=0.0240 x+1.8456（3号）（4号）所以反应级数如下：由一号溶液得：结果讨论结果讨论1 据手册数据：丙酮碘化反应对丙酮、碘、氢离子的分级数分

5、别为1，0，1，25C时丙酮碘化反应的速率常数为K=1.7010K=1.7010-3-3比较而言，相对误差很大，甚至有可能是错误。2 该法产生误差的主要原因可能有：A、用对消法测量反应过程中电动势，由于反应较快，又由于仪器不是全自动的，所以很难准确测量。B、由于是用秒表人为记录反应时间，所以反应时间的准确性也很难保证。C、由于向化反应体系中加入了大量的KI溶液，而反应中有I-生成，这样极有可能造成加入的I-阻止反应的进行。小结小结 本实验方案与用分光光度法测定反应过程中碘浓度随时间的变化的方案的比较：首先实验原理两者均采用微分法这点是相同的。不同点：本实验是通过测量电动势随时间的变化用能斯特方

6、程得到反应过程中消耗的碘的量，进而求得反应级数及其速率方程。而采用分光光度法是通过测定溶液透光率随时间的变化联立朗伯比尔定律来获得反应过程消耗的碘的量（碘在可见光区有一个很宽的吸收带，而在这个吸收带中酸和丙酮没有明显的吸收。）。本实验测电动势是采用电位差计，测量是人工操控需要一定的时间而测量过程中反应一直在进行，所以所得电动势误差较大，影响实验的准确性。而采用分光光度法把溶液放入仪器后，测量是一个自动的过程，所测得的透光率比较精确，对实验的结果影响较小。碘离子与碘单质在水溶液中存在平衡：I2+I-I3-用能斯特公式处理时，所用的浓度存在误差。本实验中为了利于处理数据，在反应溶液中加入了是50倍碘浓度的碘离子，使得生成物过量可能会导致反应一段时间后逆向进行影响反应正向进行。而采用分光光度法处理数据没有存在这样的问题所以准确性高。综上所述，本实验的思路还是挺好的，就是误差太大，可操作性不强。至今还没有文献资料出版采用类似本实验的方案。由此可见此方案还在研究当中，尚未有一个完美的方案。