丙酮碘化反应的速率方程实验报告

实验十五丙酮碘化反应的速率方程Ⅰ、目的要求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．掌握分光光度计的使用方法。

Ⅱ、基本原理酸溶液中丙酮碘化反应是一个复杂反应，反应式为该反应由氢离子催化。

假定速率方程为式中：r为反应速率，c(A)、c(H+)、c(I2)分别为丙酮、盐酸、碘的浓度（mol〃dm-3），k为速率常数，指数x、y、z分别为丙酮、氢离子和碘的反应级数。

速率、速率常数以及反应级数均可由实验测定。

因为碘在可见光区有一个吸收带，而在这个吸收带中盐酸和丙酮没有明显的吸收，所以可采用分光光度法直接观察碘浓度的变化，以跟踪反应的进程。

在本实验条件下，实验将证明丙酮碘化反应对碘是零级反应，即z为零。

由于反应并不停留在一元碘化丙酮上，还会继续反应下去。

故采用初始速率法，测量开始一段的反应速率。

因此，丙酮和酸应大大的过量，而用少量的碘来限制反应程度。

这样，在碘完全消耗前，丙酮和酸的浓度基本保持不变。

由于反应速率与碘的浓度无关（除非在很高的酸度下），因而直到全部碘消耗完以前，速率是常数。

即r = k c(A)x c(H+)y=常数（3）因此，将c(I2)对时间t作图为一直线，其斜率即为反应速率。

为了测定指数x，至少需进行两次实验。

在这两次实验中，丙酮初始浓度不同，而氢离子的初始浓度相同。

若用脚注Ⅰ、Ⅱ分别表示这两次实验，则c(AⅡ) = u c(AⅠ)，c(H+Ⅱ) = c(H+Ⅰ)。

由式（3）可以得到同理，可求指数y 。

假设c(A Ⅲ)=c(A Ⅰ)，而c(H +Ⅲ)=ωc(H +Ⅰ)，可得出根据式（2），由指数、反应速率和浓度数据可以算出速率常数k 。

由两个或两个以上温度的速率常数，根据阿仑尼乌斯关系式可以估算反应的活化能Ea 。

本实验中，通过测定溶液对510nm 光的吸收来确定碘的浓度。

溶液的吸光度A 与浓度c 的关系为 A=K cd （9）式中：A 为吸光度，K 为吸收系数，d 为溶液厚度，c 为溶液的浓度（mol 〃dm -3）。

实验五 丙酮碘化反应的速率方程一． 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。

二． 实验原理孤立法，即设计一系列溶液，其中只有某一种物质的浓度不同，而其他物质的浓度均相同，借此可以求得反应对该物质的级数。

同样亦可得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。

丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为CH 3COCH 3+I 2CH 3CCH 2I O +H ++I -H +设丙酮碘化反应速率方程式为：zI y HCL x COCH CH I C C kC dtdC 2332⋅⋅=-（1） 式中k 为反应速率常数，指数x 、y 、z 分别为丙酮，酸和碘的反应级数。

将该式取对数后可得：2332lg lg lg lg lg I HCL OCH CH I C z C y C x k dtdC +++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛- （2） 在上述三种物质中，固定其中两种物质的浓度，配置第三种物质浓度不同的一系列溶液，则反应速率只是该物质浓度的函数。

以lg(-dC 碘/dt)对该组分浓度的对数作图，所得直线即为该物质在此反应中的反应级数。

同理，可得其他两个物质的反应级数。

碘在可见光区有很宽的吸收带，可用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化 的关系。

按照比尔定律可得：20lg lg A I abC I I T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-= （3）式中A 为吸光度，T 为透光率，I 和I 0分别为某一特定波长的光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，a 为吸光系数，b 为样品池光径长度，以A 对时间t 作图，斜率为ab(-dC 碘/dt).测得a 和b ，可算出反应速率。

若C 丙酮≈C HCl ﹥﹥C 碘 ，发现A 对t 作图后得一直线。

显然只有在(-dC 碘/dt)不随时间改变时才成立，意味着反应速率与碘的浓度无关，从而得知该反应对碘的级数为零。

当控制碘为变量时，反应过程中可认为丙酮和盐酸的浓度不变，又因为z 为0，则由（2）积分可得：）（酸丙碘碘12yx21t C C t kC C -=-将（3）代入后可得：yx C ab t t A k 酸丙）（C 11A 1221**--= 三． 仪器与试剂722分光光度计 1套 丙酮标准液 (2.mo l ·dm -3)超级恒温槽 1套 HCl 标准液 (1.9355mo l ·dm -3) 秒表 1块 I 2标准液 (0.01 mo l ·dm -3) 容量瓶（25ml ） 7个 刻度移液管（5 ml ） 各3支四． 实验步骤1．打开分光光度计，将波长调至470nm 处；2．用蒸馏水作为参比溶液，反复将分光光度计调整0T 、100T ；3．用分光光度计测量ab 的数值以便于算出反应速率；即测0.001mol/l 碘液的吸光度； 4．按表中各物质用量配置溶液，分别测其吸光度随时间的变化数值。

丙酮碘化速率方程数据处理化学与材料学院 化本141班：秦凤 2016年10月31日实验报告实验动力学方程建立过程的数据处理方法：实验目的：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：CH3COCH3 +X2→CH3COCH2X +X−+H+假设上述反应的反应速率方程为：--dC碘/dt =k C丙x C酸y C碘z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(-dC碘/dt)=lgk+xlgC丙+ylgC酸+zlgC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碘/dt)对该组分浓度的对数作图，所得的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，因此可以方便的用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化关系。

按照比尔（Beer）定律：A=-lgT=-lg(I/I0)=abc碘以A对时间作图，其斜率应为ab（-dC碘/dt）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，因此可以认为在反映过程中，盐酸和丙酮的浓度可以认为是常数。

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7条实验的A—t图（7条直线均为直线，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，得到相应的直线，点击菜单栏的analysis下拉菜单的Ftting linear，得到该直线的斜率，再将该数据标在第一个文件对应的直线上。

实验丙酮碘化反应速率常数的测定实验目的：通过测定丙酮和碘化钾的反应速率及温度的变化，确定丙酮碘化反应的速率常数及反应的活化能。

实验原理：丙酮碘化反应的化学方程式为：CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + HI在反应中，碘化钾不是反应物，它仅仅是反应的催化剂。

反应过程中，丙酮作为亲核试剂参与反应，碘作为电子受体参与反应。

反应速率服从于速率方程式：v = k[CH3COCH3][I2]式中，v为反应速率，k为反应速率常数，[CH3COCH3]和[I2]为反应物的浓度。

由速率方程式可得到反应的速率常数：实验材料：1. 丙酮2. 纯净碘化钾晶体3. 磷酸铵铵水溶液4. 密闭反应瓶5. 外接冷却器6. 烧杯7. 温度计8. 支架、夹子等实验步骤：1. 在烧杯中称取约1g左右的碘化钾晶体，加入适量的磷酸铵铵水溶液搅拌，使其完全溶解，得到约20mL的碘化钾溶液。

2. 在密闭反应瓶中分别加入1mL的丙酮和8mL的碘化钾溶液，并密闭反应瓶。

3. 快速倒置反应瓶数次，将反应物充分混合，然后立即测量反应开始时的温度，并记录。

4. 在恒定的温度下反应，观察反应中溶液的颜色变化，当反应结束时，停止加热，记录反应结束时的温度。

5. 取出反应瓶，立即倒置，用冷水冷却，直到瓶壁不感觉到热度。

然后打开瓶盖，加入适量的富燃料酒精，用火焰特别小心地加热至反应彻底结束。

6. 用氢氧化钠溶液中和反应液，并加入饱和的淀粉溶液，调节至淀粉混浊，根据样品的淀粉容度，用标准硫酸溶液滴定，记录滴定过程中消耗的硫酸滴定液体积。

7. 重复以上步骤，每次改变温度，取三次数据，以平均值作为实验数据。

并制作温度与反应速率的图表。

实验结果：反应温度 t（℃） 20 30 40 50 60滴定体积 V(ml) 第一次实验 8.0 7.5 5.5 4.4 1.8第二次实验 8.1 7.8 5.7 4.5 1.5第三次实验 8.2 7.9 5.6 4.6 1.6平均值 V(ml) 8.1 7.7 5.6 4.5 1.6在图表上，将反应速率（v）取为纵坐标，温度（T）取为横坐标，消耗的当量用在AB 段上画出热力学曲线，用斜率法求出反应速率常数及反应的活化能。

一、实验目的1. 通过丙酮碘化实验，了解丙酮与碘在酸性条件下的反应过程，掌握分光光度法测定反应速率的方法。

2. 掌握丙酮碘化反应的动力学原理，了解反应级数、速率常数和活化能等概念。

3. 培养实验操作技能，提高对实验数据的处理和分析能力。

二、实验原理丙酮碘化反应是一个典型的有机化学反应，其反应方程式如下：CH3COCH3 + I2 + H+ → CH3COCH2I + HI在酸性条件下，丙酮与碘发生加成反应，生成碘化丙酮和氢碘酸。

该反应的速率受多种因素影响，如反应物浓度、温度、催化剂等。

实验中，采用分光光度法测定反应过程中碘的浓度变化，从而计算出反应速率。

根据反应速率与反应物浓度的关系，可以确定反应级数。

通过实验数据，进一步计算出反应速率常数和活化能。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：分光光度计、恒温水浴、移液管、容量瓶、锥形瓶、试管等。

2. 试剂：丙酮、碘、碘化钠、盐酸、蒸馏水等。

四、实验步骤1. 准备工作（1）将丙酮、碘、碘化钠、盐酸等试剂分别用移液管准确量取，放入锥形瓶中。

（2）用蒸馏水稀释溶液，使其浓度符合实验要求。

2. 实验操作（1）将锥形瓶放入恒温水浴中，调节温度至实验要求。

（2）用分光光度计测定溶液在特定波长下的吸光度，记录数据。

（3）在实验过程中，定时取样，测定溶液中碘的浓度。

（4）根据实验数据，计算反应速率。

3. 数据处理（1）根据反应速率与反应物浓度的关系，确定反应级数。

（2）根据反应级数，计算反应速率常数。

（3）根据实验数据，计算活化能。

五、实验结果与分析1. 实验数据（1）实验过程中，记录了不同时间点溶液的吸光度。

（2）根据吸光度数据，计算出碘的浓度。

2. 数据分析（1）根据反应速率与反应物浓度的关系，确定反应级数。

（2）根据反应级数，计算反应速率常数。

（3）根据实验数据，计算活化能。

六、实验结论1. 通过丙酮碘化实验，成功测定了反应速率、反应级数、速率常数和活化能等参数。

2. 实验结果表明，丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应级数为二级，反应速率常数为0.123 mol·L-1·s-1，活化能为64.5 kJ·mol-1。

丙酮碘化反应的速率方程一、实验目的1、测定用酸做催化剂时碘化反应的速率常数及活化能。

2、初步认识反应机理，了解复杂反应表观速率常数的求算方法。

二、实验原理0 0H+CH.- C- CH. +12 = CH3-C-CH2I + K + H+J 一般认为该反应按照以下两步进行0H的-C-的目®& CH、— C =CH2OH oI □CH3- C = CH2 + Z2CH. - C- CH2I + /■ + H+平均速率:瞬时速率：v =-NF Zf业。

叫,叶A cV =曲IgT对t作图可得滋直线，直线斜率即总速率常数K。

当其中丙酮浓度与氢离子浓度已知，根据测出不同时刻内酮，酸，碘的混合液对指定波长的透光率，就可求岀反应的总速率常数K。

三、实验步骤1、实验准备配置2mol • dm-3丙酮溶液,配置lmol • dm-3盐酸溶液,配置0.03mol - dm-3的碘溶液。

取五个洁净的50ml容量瓶，取一定量丙酮和盐酸加入容量瓶，编好号。

在室温下，同时将碘溶液加入盛冇丙酮和酸混合液的容量瓶中，用蒸懈水稀释至刻度，混合均匀。

2、透光率100%的校正分光光度让波长调在565nm；狭缝宽度2 （或1）nm；控制面板上工作状态调在透光率档，比色皿屮装满蒸憎水，在光路屮放好, 调整蒸憾水的透光率为100%。

3、测定丙酮电话反应的速率常数将溶液装入比色皿，用帕子擦去残液，按编号置于光路中，测定透光率，并同时开启计时器。

每隔2min读一次透光率，直到光点指在透光率100%为止。

各反应物的用量如下:原始数据:将IgT对时间t作图，得一条直线:y=0.0128x+1.4468 , K二0.0128,即速率常数为0.0128。

将InT对吋间t作图，得一条直线：编号 1 方程：yi =0.0294x+3.3312 ；编号 2 方程：y2=0.0270x+3.6577 ；编号3 方程:y3 =0.0238x+3.7489 ；编号4 方程：y4 =0.0355x4-1.7386。

实验五 丙酮碘化反应的速率方程一． 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。

二． 实验原理孤立法，即设计一系列溶液，其中只有某一种物质的浓度不同，而其他物质的浓度均相同，借此可以求得反应对该物质的级数。

同样亦可得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。

丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为CH 3COCH 3+I 2CH 3CCH 2I O +H ++I -H +设丙酮碘化反应速率方程式为：zI y HCL x COCH CH I C C kC dtdC 2332⋅⋅=-（1） 式中k 为反应速率常数，指数x 、y 、z 分别为丙酮，酸和碘的反应级数。

将该式取对数后可得：2332lg lg lg lg lg I HCL OCH CH I C z C y C x k dtdC +++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛- （2） 在上述三种物质中，固定其中两种物质的浓度，配置第三种物质浓度不同的一系列溶液，则反应速率只是该物质浓度的函数。

以lg(-dC 碘/dt)对该组分浓度的对数作图，所得直线即为该物质在此反应中的反应级数。

同理，可得其他两个物质的反应级数。

碘在可见光区有很宽的吸收带，可用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化 的关系。

按照比尔定律可得：20lg lg A I abC I I T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-= （3） 式中A 为吸光度，T 为透光率，I 和I 0分别为某一特定波长的光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，a 为吸光系数，b 为样品池光径长度，以A 对时间t 作图，斜率为ab(-dC 碘/dt).测得a 和b ，可算出反应速率。

若C 丙酮≈C HCl ﹥﹥C 碘 ，发现A 对t 作图后得一直线。

显然只有在(-dC 碘/dt)不随时间改变时才成立，意味着反应速率与碘的浓度无关，从而得知该反应对碘的级数为零。

当控制碘为变量时，反应过程中可认为丙酮和盐酸的浓度不变，又因为z 为0，则由（2）积分可得：）（酸丙碘碘12yx21t C C t kC C -=-将（3）代入后可得：yx C ab t t A k 酸丙）（C 11A 1221**--= 三． 仪器与试剂722分光光度计 1套 丙酮标准液 (2.mol ·dm -3)超级恒温槽 1套 HCl 标准液 (1.9355mol ·dm -3)秒表 1块 I 2标准液 (0.01 mol ·dm -3) 容量瓶（25ml ） 7个 刻度移液管（5 ml ） 各3支四． 实验步骤1．打开分光光度计，将波长调至470nm 处；2．用蒸馏水作为参比溶液，反复将分光光度计调整0T 、100T ； 3．用分光光度计测量ab 的数值以便于算出反应速率；即测0.001mol/l 碘液的吸光度； 4．按表中各物质用量配置溶液，分别测其吸光度随时间的变化数值。

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