丙酮碘化反应动力学49页PPT

物理化学实验丙酮碘化反应动力学C202 2010-03-29T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案，包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：实验测定表明，反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。

反应式中包含产物，故本反应是自催化反应，其动力学方程式为：-dC A/dt=-dC I2/dt=kC AαC H+βC I2γ式中C为各物质浓度（mol/L）,k为反应速率常数或反应比速，指数为反应级数n。

丙酮碘化反应的反应机理可分为两步：第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，第二部是烯醇碘化反应，它是一个快速的且能进行到底的反应。

用稳态近似法处理，可以推导证明，当k2C H+>>k3C I2时，反应机理与实验证明的反应级数相符。

丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级，级碘的浓度对反应速率没有影响，原来的速率方程可写成-d C I2/dt=kC AαC H+β为了测定α和r，在C A>> C I2、C H+>>C I2及反应进程不大的条件下进行实验，则反应过程中，C A和C H+可近似视为常数，积分上式的：C I2=- kC AαC H+βt+A’C I2以对t作图应为直线。

与直线的斜率可求得反应速率常数k及反应级数n。

在某一指定的温度下，进行两次实验，固定氢离子的浓度不变，改变丙酮的浓度，使其为C A2=mC A1，根据-d C I2/dt=kC AαC H+β得：n B=(lg(r i/r j))/lgm若测得两次反应的反应速率，即求得反应级数p。

用同样的方法，改变氢离子的浓度，固定丙酮的浓度不变，也可以得到对氢离子的反应级数r。

若已经证明：p=r=1，q=0，反应速率方程可写为：-dC I2/dt=kC A C H+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下，反应过程的氢离子可视为不变，因此，反应表现为准一级反应或假一级反应：-dC I2/dt=k'C A式中k'=k C H+，k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。

物理化学实验丙酮碘化反应动力学C202 2010-03-29T= P=一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案，包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数 k 、反应级数 n 、活化能 Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：实验测定表明，反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。

反应式中包含产物，故本反应是自催化反应，其动力学方程式为：-dC /dt=-dC/dt=kCαβ γA C CAH式中 C 为各物质浓度（mol/L ） ,k 为反应速率常数或反应比速，指数为反应级数n 。

丙酮碘化反应的反应机理可分为两步：第一步为丙酮烯醇化反应， 其速率常数较小， 第二部是烯醇碘化反应， 它是一个快速的且能进行到底的反应。

用稳态近似法处理，可以推导证明，当 k 2C H >>k 3C I 时，反应机理与实验证明的反应级数相符。

丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级，级碘的浓度对反应速率没有影响，原来的速率方程可写成-d C/dt=kCαβA CH为了测定α和 r ，在 C A >> C 、C H >>C 2 及反应进程不大的条件下进行实验，则反应过程中， C A 和 C H 可近似视为常数，积分上式的：αβC=- kC A C H t+A ’C 以对 t 作图应为直线。

与直线的斜率可求得反应速率常数k 及反应级数 n 。

在某一指定的温度下，进行两次实验，固定氢离子的浓度不变，改变丙酮的浓度，使其为C A =mC A ，根据 -dC/dt=kC A αH β得：n B =(lg(r i /r j ))/lgmC若测得两次反应的反应速率， 即求得反应级数 p 。

用同样的方法， 改变氢离子的浓度， 固定丙酮的浓度不变，也可以得到对氢离子的反应级数r 。

若已经证明： p=r=1 ， q=0，反应速率方程可写为： -dC/dt=kC A C H 在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下，反应过程的氢离子可视为不变，因此，反应表现为准一级反应或假一级反应： -dC/dt=k'C A 式中 k'=k C H ，k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。

注意: 图可以打印剪裁后黏贴。

丙酮碘化反应动力学T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案, 包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能Ea3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应, 其反应式为:实验测定表明, 反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。

反应式中包含产物, 故本反应是自催化反应, 其动力学方程式为:-dC A/dt=-dCI2/dt=kC Aα C H+βCI2γ式中C为各物质浓度（mol/L）,k为反应速率常数或反应比速, 指数为反应级数n。

丙酮碘化反应的反应机理可分为两步:第一步为丙酮烯醇化反应, 其速率常数较小, 第二部是烯醇碘化反应, 它是一个快速的且能进行到底的反应。

用稳态近似法处理, 可以推导证明, 当k2CH+>>k3CI2时, 反应机理与实验证明的反应级数相符。

丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级, 级碘的浓度对反应速率没有影响, 原来的速率方程可写成-d CI2/dt=kC AαC H+β为了测定α和r, 在CA>> CI2.CH+>>CI2及反应进程不大的条件下进行实验, 则反应过程中, CA和CH+可近似视为常数, 积分上式的:CI2=- kC AαC H+βt+A’CI2以对t作图应为直线。

与直线的斜率可求得反应速率常数k及反应级数n。

在某一指定的温度下, 进行两次实验, 固定氢离子的浓度不变, 改变丙酮的浓度, 使其为CA2=mCA1, 根据-d CI2/dt=kCAαCH+β得: nB=(lg(ri/rj))/lgm若测得两次反应的反应速率, 即求得反应级数p。

用同样的方法, 改变氢离子的浓度, 固定丙酮的浓度不变, 也可以得到对氢离子的反应级数r。

若已经证明：p=r=1, q=0, 反应速率方程可写为：-dCI2/dt=kCACH+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件下, 反应过程的氢离子可视为不变, 因此, 反应表现为准一级反应或假一级反应：-dCI2/dt=k'CA式中k'=k CH+, k'为与氢离子浓度有关的准反应比速。

实验六 丙酮碘化反应动力学测定报告人：serafina 实验时间2012年4月16日 室温：15.9℃ 大气压强：82.74KPa一．实验目的掌握微分法确定反应级数的方法 加深对复杂反应特征的理解了解分光光度法在化学动力学研究中的应用，掌握分光光度计的使用方法二．实验原理丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为C H 3COC H 3+I 2C H 3CC H 2IO+H++I-H+设丙酮碘化反应速率方程式为：γβα2332I HCL COCHCH I C C kC dtdC r ⋅⋅=-= （1）式中：r 为丙酮碘化的反应速率，k 为反应速率常数，指数α、β和γ分别为丙酮，酸和碘的分级数。

本实验采用改变物质比例的微分法，设计若干组实验，若一组实验保持丙酮和酸的浓度不变，将碘的浓度改变m 倍测其反应速率，以确定碘的分级数γ。

另一组实验保持丙酮和碘的浓度不变，将酸的浓度加大m 倍，可确定出酸的分级数β。

同法可确定出丙酮的分级数α。

所依据的计算公式为mr r n ji B lg lg =（2）式中：n B为所求组分的分级数，r i和r j为有关两组实验的反应速率，m为浓度改变的倍数。

通过分光光度测定碘浓度随时间的变化来量度反应进程，根据朗伯-比耳定律，碘溶液对单色光的吸收遵守下列关系式：A=﹣kεLC A C H﹢t-B上式中的kεLC A C H﹢εL可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A带入式中求得。

做A-t图，直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数K值。

三．仪器及药品721分光光度计1套丙酮标准液(2.000mol*L-1)秒表1块HCl标准液(1.000mol*L-1)锥形瓶（50ml）5个I2标准液(0.01mol*L-1)刻度移液管（10ml）4支实验步骤仪器准备：实验前先打开光度计预热。

↓标准曲线法测定摩尔吸光系数ε。

（每组配一种浓度，共5个浓度，在一台仪器上测出吸光度，数据共享）↓丙酮碘化过程中吸光度的测定：迅速混合，每隔1分钟记录光度计读数，记录至少15分钟。

物理化学实验备课材料实验14 丙酮碘化反应动力学一、基本介绍醛酮分子中的α氢原子容易被卤素取代，在卤素的碱性溶液中丙酮容易发生多卤代反应，而且还可进一步发生卤仿反应。

但在酸性溶液中，可控制反应条件使卤代反应只进行一步。

因此，可在酸性条件下测定上述反应在某温度下的速率常数。

丙酮碘化反应为一复杂反应。

实验表明，反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关，但却与溶液中丙酮和酸的浓度密切相关。

反应体系中除I2外其它物质都是无色的，因此本实验是通过测定体系中I2对某一波长的可见光的吸收来测定不同反应时刻12的浓度．根据动力学来计算反应的速率常数．但由于反应产生了I －，而I2很容易与I－发生配位形成I3－，因此在反应体系中加入过量的I－，使溶液中的12在反应开始时就完全转化为I3－。

则体系中存在的12可忽赂不计，因此可以认为反应体系中的碘始终是以I3－的形式存在的。

由于该反应的速率与多个物质的浓度有关，要测定每种物质的反应级数可以通过孤立法进行，即通过多个样品或多次实验，分别测定某一物质的浓度对反应速率的影响，得到反应中该物质的反应级数。

继而确定整个反应的动力学方程。

二、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碘化反应的速率常数；3、通过本实验加深对复杂反应特征的理解；4、掌握721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。

三、实验原理丙酮碘化的方程式为：CH3COCH3+ I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣该反应是以酸作为催化剂，同时反应自身会生成，所以此反应是一个自动催化反应，并且为一个复杂反应，分两步进行：CH3COCH3+H﹢→CH3COCH=CH2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。

CH3COH=CH2+ I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣此反应是烯醇的碘化反应，反应快速并能进行到底。

总反应的速率方H程为：﹣dCI2/dt=kC A C H﹢CI2、C A C H﹢分别为碘，丙酮，酸的浓度；k为总反应速率常数。

实验 动力学方程建立过程的数据处理方法:学验目的：1、 学习掌握丙酮碘化反应的动力学方程建立的基本原理和方法。

2、 学习用化学数据处理软件Origin 进行作图的基本方法。

数据处理原理：丙酮卤化反应为： 33232C H C O C H X C H C O C HX X H-++→++ 假设上述反应的反应速率方程为：xyzd C kC C C d t-=碘丙酸碘式中x 、y 、z 分别代表丙酮、氢离子和碘的反应级数。

将该式取对数得：lg()lg lg lg lg dC k x C y C z C dt-=+++碘丙酸碘在上述三种物质中，首先固定其中两种物质的浓度，配制出第三种物质不同的浓度的一系列溶液。

如此，反应速率只是该物质浓度的函数。

以lg()dC dt-碘对该组分浓度的对数作图，所得直线斜率即为该物质在此反应中的级数。

同理可求其他两个物质的反应级数。

由于碘在可见光区有一个很宽的吸收带，因此可以方便地用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变换关系。

按照比尔（Beer ）定律：lg lg ()I A T a b c I =-=-=碘以A 对时间作图，其斜率应为dt()dC a b ⋅⋅-典。

已知a 和b 可以计算出反应速率。

实验的各组样品组成如下：在上述各样品中，碘的浓度比盐酸和丙酮的浓度小得多，因此可以认为在反应过程中，盐酸和丙酮的浓度可认为是常数。

反应的速率即为碘的浓度的下降速率。

数据处理的方法：1、计算各试样中各物质的浓度。

2、用上述的7个样品的实验数据在Origin软件作图：A、以吸光度对时间作图：打开Origin软件，输入数据，以各样品的吸光度为纵坐标，时间为横坐标，即可得到得7条实验的A－t线（7条实验线均为直线，说明反应速率与碘的浓度无关，即z = 0）。

保存该图。

B、各直线斜率的确定：建立新的文件，输入第一样品的数据，得相应的直线，点菜单栏的analysis下拉菜单的Fitting linear，得该直线的斜率数据，再将该数据标在第一个文件的对应直线上，然后再按前方法分别得出其它六条线的斜率，标在对应直线上。