物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)：丙酮碘化反應(yīng)速率方程

實(shí)驗(yàn)六丙酮碘化速反應(yīng)率方班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名:溫度：21℃大氣壓:10416hPa一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆展铝⒎ù_定反應(yīng)級(jí)數(shù)的。測(cè)定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常熟。加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)反應(yīng)是由若干個(gè)不同的基元反應(yīng)組成的。這類反應(yīng)的反應(yīng)速率和應(yīng)物活度之間的關(guān)系不能用質(zhì)量作用定律預(yù)示。以實(shí)驗(yàn)法測(cè)定反應(yīng)速率和反應(yīng)活度是研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的重要內(nèi)容。其中孤立法是一種主要的方法。丙酮碘化是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過程上一個(gè)是一個(gè)很慢的可逆反應(yīng)，下一個(gè)是碘化反應(yīng)，是一個(gè)快速且趨于進(jìn)行到底的反應(yīng)。因此，丙酮碘化反應(yīng)的總速率是由丙酮的烯醇化反應(yīng)的速率決定，丙酮的烯醇化反應(yīng)的速率取決于丙酮及氫離子的濃度，如果以碘化丙酮濃度的增加來表示丙酮碘化反應(yīng)的速率，則此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式可表示為:式中，CE為碘化丙酮的濃度;CH+為氫離子的濃度;CA為丙酮的濃度;k表示丙酮碘化反應(yīng)總的速率常數(shù)。個(gè)很寬的吸收帶，因此可以方便的用哦過分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)過程中碘濃度的隨時(shí)間的變化關(guān)系。根據(jù)比爾定律A=lgT=-lg(I/I0)=abc碘。A為吸光度，T為透光率，I和I0分別是某一定波長的光通過待測(cè)溶液和空白溶液后的光強(qiáng)。以A對(duì)t作圖的一條直線，起斜率為ab（dc碘/dt）。如果已知ab就可以算出反應(yīng)速率。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開分光光度計(jì)，調(diào)節(jié)波長為470nm。2、用蒸餾水作參比，反復(fù)調(diào)節(jié)0T、100T。3、測(cè)ab值用已知濃度的碘溶液測(cè)其吸光度，測(cè)三次求平均值。ab=A/c碘=A/0.001.按表1中個(gè)物質(zhì)用量配制溶液，分別測(cè)其吸光度隨時(shí)間的變化（碘液最后加）四、數(shù)據(jù)記錄、處理和分析1、ab值的測(cè)定0.001mol.L-1碘溶液的吸光度A(測(cè)試波長為470nm)②③平均值A(chǔ)ab0.3000.3010.3010.301301注：ab=A/C碘=(（0.300+0.301+0.301）/3)/0.001=3012、各溶液吸光度的測(cè)定表1、系列溶液的配制：編號(hào)1＃2＃3＃4＃5＃6＃7＃V（HCl）2.502.502.502.502.501.653.75V（丙酮）2.502.502.501.653.752.502.50V（碘液）5.002.504.002.502.502.502.50表2、系列溶液的吸光度隨時(shí)間t的變化：(測(cè)試波長為470nm)編號(hào)數(shù)據(jù)記錄1＃t/s72127192248309369428492544608667727A0.6030.5710.5310.4890.4520.4200.3720.3260.2910.2440.2030.1632＃t/s5391124155186215243274305334364A0.3240.2820.2660.2440.2250.2050.1870.1630.1390.1160.0983＃t/s74131189249312370430488548A0.4350.4190.3800.3390.2980.2590.2160.1760.1354＃t/s4370100127157187217250A0.3120.3030.2900.2760.2660.2510.2390.225t/s277307337366398427457488A0.2090.1970.1810.1650.1460.1350.1180.1015＃t/s366495124155186216245A0.3020.2780.2510.2250.1960.1670.1390.1106＃t/s5272115140169200230260A0.3100.3000.2890.2770.2630.2510.2400.226t/s290320349380410442470500A0.2100.1970.1830.1680.1550.1370.1250.1117＃t/s4371100128159189222250A0.3020.2780.2519.2550.1960.1670.1390.1103、系列溶液的吸光度A隨時(shí)間t的變化曲線：1#R=-0.99949m=-6.78405E-42#R=-0.99936m=-7.07957E-43#R=-0.99986m=-6.73139E-44#R=-0.99887m=-4.77232E-45#R=-0.99976m=-9.18154E-46#R=-0.99932m=-4.55812E-47#R=-0.99987m=-9.27266E-4序號(hào)M=斜率C碘C酸C丙酮K=斜率/-ablgC碘lgC酸lgC丙酮lg(斜率/-ab)kK平均值1#-6.78405E-40.0020.18160.2002.254E-6-2.699-0.741-0.699-5.6473.654E-53.606E-52#-7.07957E-40.0010.18160.2002.352E-6-3.000-0.741-0.699-5.6283.813E-53#-6.73139E-40.00160.18160.2002.236E-6-2.796-0.741-0.699-5.6503.625E-54#-4.77232E-40.0010.18160.1321.582E-6-3.000-0.741-0.879-5.8013.578E-55#-9.18154E-40.0010.18160.3003.050E-6-3.000-0.741-0.523-5.5163.573E-56#-4.55812E-40.0010.11990.2001.501E-6-3.000-0.921-0.699-5.8233.503E-57#-9.27266E-40.0010.27240.2003.081E-6-3.000-0.565-0.699-5.5113.500E-54、由直線斜率求反應(yīng)級(jí)數(shù)：碘的反應(yīng)級(jí)數(shù)z=k=-0.07002R=-0.90165丙酮的反應(yīng)級(jí)數(shù)x=0.80113R=0.99412 HCl的反應(yīng)級(jí)數(shù)y=0.87719R=0.99065編號(hào)斜率C碘C酸C丙酮級(jí)數(shù)x級(jí)數(shù)y級(jí)數(shù)z1＃1.326E-60.0020.18160.2000.801130.87719-0.070022＃2.346E-60.0010.18160.2003＃2.236E-60.00160.18160.2004＃1.582E-60.0010.18160.1325＃3.050E-60.0010.18160.3006＃1.501E-60.0010.11990.2007＃3.081E-60.0010.27240.2005.討論①本次實(shí)驗(yàn)測(cè)定了丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)，結(jié)果是：k=3.606E-5，與理論值2.86E-5有一定的偏差，相對(duì)誤差為26.08%，誤差比較大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可寫出反應(yīng)速率方程：lg(-dc碘/dt)=-4.443+0.80113lgc丙+0.87719lgc酸-0.07002lgc碘②在一定的條件下，特別是鹵素濃度較高時(shí)，碘化反應(yīng)并不停留在一元鹵化酮，會(huì)形成多元取代，所以應(yīng)測(cè)量初始一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率。但是當(dāng)?shù)獾臐舛绕蠡蚱〉臅r(shí)候，因?yàn)椴环侠什?比爾定律，讀書誤差較大。通過數(shù)據(jù)分析知，本次試驗(yàn)誤差較大。造成誤差的原因除了以上一點(diǎn)，還可能與反應(yīng)時(shí)的溫度和介質(zhì)本身的性