丙酮碘化反应动力学测定-光度法.ppt

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1、物理化学实验：物理化学实验：丙酮碘化反应丙酮碘化反应动力学测定动力学测定-光度法光度法2/26/20232/26/20231 1丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法一、实验目的一、实验目的1、掌握用孤立法确定反应级数的方法；、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碘化反应的速率常、测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数；数；3、通过本实验加深对复杂反应特征的理解；、通过本实验加深对复杂反应特征的理解；4、掌握光度计和反应、掌握光度计和反应-吸收样品池的使用方吸收样品池的使用方法。法。技能要求：掌握

2、技能要求：掌握721型分光光度计的使用型分光光度计的使用和校正方法，实验数据的作图处理方法。和校正方法，实验数据的作图处理方法。2/26/20232/26/20232 2丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法二、实验原理二、实验原理丙酮碘化的方程式为：丙酮碘化的方程式为：CH CH3 3COCHCOCH3 3+ICH+ICH3 3COCHCOCH2 2I+HI+H+I+I该反应是以作为催化剂，同时反应自身会生该反应是以作为催化剂，同时反应自身会生成成 ，所以此反应是一个自动催化反应，并且，所以此反应是一个自动催化反应

3、，并且为一个复杂反应，分两步进行：为一个复杂反应，分两步进行：CH CH3 3COCHCOCH3 3+H+HCHCH3 3COCH=CHCOCH=CH2 2 此反应是丙酮的烯醇化反应，反应可逆并此反应是丙酮的烯醇化反应，反应可逆并进行的很慢，是一个速控步。进行的很慢，是一个速控步。CH CH3 3COH=CHCOH=CH2 2+I+I2 2CHCH3 3COCHCOCH2 2I+HI+H+I+I 此反应是烯醇的碘化反应，反应快速并能此反应是烯醇的碘化反应，反应快速并能进行到底。进行到底。2/26/20232/26/20233 3丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学

4、测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法总反应的速率方程为：总反应的速率方程为：dCdCI I I I2 2 2 2/dt=kC/dt=kCA AC CH HC CI I I I2 2 2 2、C CA A、C CH H+分别为碘，丙酮，酸的浓度；分别为碘，丙酮，酸的浓度；k为总反应速率常数。如果丙酮和酸相对于碘为总反应速率常数。如果丙酮和酸相对于碘是过量的，则可认为在反应过程中丙酮和酸是过量的，则可认为在反应过程中丙酮和酸的浓度基本保持不变，同时，在酸的浓度不的浓度基本保持不变，同时，在酸的浓度不太大时，丙酮碘化反应对是个零级反应。对太大时，丙酮碘化反应对是个零级反应。对上式进行积

5、分得：上式进行积分得：CICI2 2=kCACH=kCACHt+Bt+B2/26/20232/26/20234 4丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法因为碘在可见光区有宽的吸收带，而在此吸因为碘在可见光区有宽的吸收带，而在此吸收带中，盐酸，丙酮，碘化丙酮和碘化钾溶收带中，盐酸，丙酮，碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收，所以可以采用分光光液均没有明显的吸收，所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化。度法直接测量碘浓度的变化。A=k LCACHA=k LCACH-B-B上式中的上式中的L可通过测定一定浓度的碘溶液的

6、可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度吸光度A带入式中求得。做带入式中求得。做A-t图，直线的斜图，直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数率可求出丙酮碘化反应速率常数K值。值。2/26/20232/26/20235 5丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法 有两个以上温度下的速率常数就可以有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式估算反应的活化能根据阿仑尼乌斯公式估算反应的活化能EaEa得值。得值。ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2)ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2)2/26/2023

7、2/26/20236 6丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法装置设备：装置设备：721光度计，恒温水浴槽，容量瓶光度计，恒温水浴槽，容量瓶(50mL)3只，只，容量瓶容量瓶(100mL)2只，移液管只，移液管(10mL)3只，只，50ml比色管比色管3支支.碘溶液（碘溶液（0.05M）;碘溶液（碘溶液（0.05M）;盐酸盐酸溶液（溶液（2.000M）;丙酮溶液（丙酮溶液（2.000M）2/26/20232/26/20237 7丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定

8、-光度法光度法光度法光度法三、实验步骤：三、实验步骤：三、实验步骤：三、实验步骤：（一）准备工作（一）准备工作（一）准备工作（一）准备工作 11、开启恒温水浴，控制温度为、开启恒温水浴，控制温度为、开启恒温水浴，控制温度为、开启恒温水浴，控制温度为3030。（或。（或。（或。（或3535）22、反应液的配制：分别移取、反应液的配制：分别移取、反应液的配制：分别移取、反应液的配制：分别移取10mL10mL碘溶液碘溶液碘溶液碘溶液（0.05M0.05M）和）和）和）和10ml10ml酸溶液（酸溶液（酸溶液（酸溶液（2.000M2.000M）于）于）于）于25mL25mL比色比色比色比色管中，加大约

9、管中，加大约管中，加大约管中，加大约5mL5mL水，再取水，再取水，再取水，再取10mL10mL丙酮溶液丙酮溶液丙酮溶液丙酮溶液（2.000M2.000M）于）于）于）于50mL50mL比色管中，加大约比色管中，加大约比色管中，加大约比色管中，加大约5mL5mL水，在水，在水，在水，在第三支比色管中注入第三支比色管中注入第三支比色管中注入第三支比色管中注入25mL25mL水，三管同时放入恒温水，三管同时放入恒温水，三管同时放入恒温水，三管同时放入恒温水浴中恒温水浴中恒温水浴中恒温水浴中恒温1010分钟分钟分钟分钟 33、开启、开启、开启、开启721721光度计预热光度计预热光度计预热光度计预热

10、1010分钟。分钟。分钟。分钟。2/26/20232/26/20238 8丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法（二）测量工作（二）测量工作1、快速将恒温的碘、酸混合液倾入丙酮溶、快速将恒温的碘、酸混合液倾入丙酮溶液中，用恒温水洗涤盛碘酸的比色管，使反液中，用恒温水洗涤盛碘酸的比色管，使反应液的总体积为应液的总体积为50mL。2、在、在1cm比色皿中注入反应混合液，放入比色皿中注入反应混合液，放入721光度计，开始光度计，开始At曲线测量。曲线测量。2/26/20232/26/20239 9丙酮碘化反应丙酮碘化反应丙

11、酮碘化反应丙酮碘化反应 动力学测定动力学测定动力学测定动力学测定-光度法光度法光度法光度法四、注意事项四、注意事项温度影响反应速率常数，实验时体系始终温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温。要恒温。实验所需溶液均要准确配制。实验所需溶液均要准确配制。混合反应溶液时要在恒温槽中进行，操作混合反应溶液时要在恒温槽中进行，操作必须迅速准确。必须迅速准确。实验证明：丙酮卤化时，无论实验中使用那实验证明：丙酮卤化时，无论实验中使用那种卤素元素，在某固定温度下，反应的速率种卤素元素，在某固定温度下，反应的速率常数相同，且反应活化能也相近。常数相同，且反应活化能也相近。2/26/20232/26/20231010