作业帮丙酮碘化反应的速率方程如何设计实验?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：生物作业 时间：2024/04/29 20:28:19
丙酮碘化反应的速率方程如何设计实验?
一、实验目的
1）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）掌握光度计和反应-吸收样品池的使用方法.
5）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.
二、实验原理：
丙酮碘化的方程式为：
CH3COCH3+I→CH3COCH2I+H﹢+I﹣
该反应是以H+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……………………Ⅰ
此反应是丙酮的烯醇化反应,反应可逆并进行的很慢,是控速反应.
CH3COH=CH2+I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣……………………Ⅱ
此反应是烯醇的碘化反应,反应快速并能进行到底.
总反应的速率方程为：
﹣dCI2/dt=kCACH﹢
CI2,CA,CH+,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,在酸的浓度不太大时,丙酮碘化反应对是个零级反应.对上式进行积分得：
﹣CI2=kCACH﹢t + B
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.
A=﹣kεLCACH﹢-B
上式中的 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.
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Ea得值.
ln(k2/k1)= Ea/R(1/T1-1/T2)
三、实验仪器：
721型分光光度计1套,比色管(50mL)3只,超级恒温槽1套,带有恒温夹层的比色皿2个.移液管.
碘溶液(0.05mol·dm-3);标准盐酸溶液(2mol·dm-3);丙酮溶液(2mol·dm-3),碘溶液（0.005mol·dm-3）.
四、实验步骤：
1）准备工作
1.开启恒温水浴,控制温度为25℃.
2.测εL值：调光度计波长为590mn,在恒温比色皿中分别注入0.005M碘溶液 和蒸馏水,用蒸馏水调吸光度零点,测吸光度,平行测量三次.30℃时同上.
3.反应液的配制：分别移取5ml碘溶液（0.05M）和5ml酸溶液（2.000M）于25ml比色管中,加大约10ml水,再取10ml丙酮溶液（2.00M）于50ml比色管中,加适量水.（碘溶液和丙酮溶液的体积加在一起不超过50ML）在第三支比色管中注入25ml水,三管同时放入恒温水浴（25℃）中恒温10分钟.30℃同上.
2）测量工作
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之比色管,使反应液的总体积为 50ml.将反应液迅速注入2cm比色皿中,每次用蒸馏水调吸光度零点后,测其吸光度值.25℃,每2分钟测一次.记录数据.30℃时1分钟记录一次数据.
五、数据处理
根据数据做回归直线为：
斜率=-反应速率常数*摩尔吸光系数*反应物浓度.
所以可得 反应速率常数K（25℃）=2.236*10-6
同25℃时,可通过斜率计算30℃时的反应速率常数
反应速率常数为5.66*10-6
根据:ln(k2/k1)= Ea/R(1/T1-1/T2)
可得 Ea=131KJ/mol.
六、注意事项：
1）温度影响反应速率常数,实验时体系始终要恒温.
2）实验所需溶液均要准确配制.
⑶混合反应溶液时要在恒温槽中进行,操作必须迅速准确.、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,反应的速率常数相同,且反应活化能也相近.
1）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）掌握光度计和反应-吸收样品池的使用方法.
5）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.
二、实验原理：
丙酮碘化的方程式为：
CH3COCH3+I→CH3COCH2I+H﹢+I﹣
该反应是以H+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……………………Ⅰ
此反应是丙酮的烯醇化反应,反应可逆并进行的很慢,是控速反应.
CH3COH=CH2+I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣……………………Ⅱ
此反应是烯醇的碘化反应,反应快速并能进行到底.
总反应的速率方程为：
﹣dCI2/dt=kCACH﹢
CI2,CA,CH+,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,在酸的浓度不太大时,丙酮碘化反应对是个零级反应.对上式进行积分得：
﹣CI2=kCACH﹢t + B
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.
A=﹣kεLCACH﹢-B
上式中的 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.
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Ea得值.
ln(k2/k1)= Ea/R(1/T1-1/T2)
三、实验仪器：
721型分光光度计1套,比色管(50mL)3只,超级恒温槽1套,带有恒温夹层的比色皿2个.移液管.
碘溶液(0.05mol·dm-3);标准盐酸溶液(2mol·dm-3);丙酮溶液(2mol·dm-3),碘溶液（0.005mol·dm-3）.
四、实验步骤：
1）准备工作
1.开启恒温水浴,控制温度为25℃.
2.测εL值：调光度计波长为590mn,在恒温比色皿中分别注入0.005M碘溶液 和蒸馏水,用蒸馏水调吸光度零点,测吸光度,平行测量三次.30℃时同上.
3.反应液的配制：分别移取5ml碘溶液（0.05M）和5ml酸溶液（2.000M）于25ml比色管中,加大约10ml水,再取10ml丙酮溶液（2.00M）于50ml比色管中,加适量水.（碘溶液和丙酮溶液的体积加在一起不超过50ML）在第三支比色管中注入25ml水,三管同时放入恒温水浴（25℃）中恒温10分钟.30℃同上.
2）测量工作
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之比色管,使反应液的总体积为 50ml.将反应液迅速注入2cm比色皿中,每次用蒸馏水调吸光度零点后,测其吸光度值.25℃,每2分钟测一次.记录数据.30℃时1分钟记录一次数据.
五、数据处理
根据数据做回归直线为：
斜率=-反应速率常数*摩尔吸光系数*反应物浓度.
所以可得 反应速率常数K（25℃）=2.236*10-6
同25℃时,可通过斜率计算30℃时的反应速率常数
反应速率常数为5.66*10-6
根据:ln(k2/k1)= Ea/R(1/T1-1/T2)
可得 Ea=131KJ/mol.
六、注意事项：
1）温度影响反应速率常数,实验时体系始终要恒温.
2）实验所需溶液均要准确配制.
⑶混合反应溶液时要在恒温槽中进行,操作必须迅速准确.、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,反应的速率常数相同,且反应活化能也相近.