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实验十三 丙酮的碘化 一 实验目的 测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的 速率常数及活化能。 初步认识复杂反应机理，了解复杂反应 表观速率常数的求算方法。 掌握分光光度计的使用方法。 二 基本要求 1.通过用分光光度计测定酸性溶液中丙酮碘化 反应，使学生掌握如何测定反应物的级数和 反应速率常数，如何设计实验方法。 2.掌握分光光度计的使用方法 三 实验原理 三 实验原理 三 实验原理 四 仪器试剂 仪器：分光光度计1套；容量瓶(50mL)4只；超级恒温槽1台；带有恒温夹层的比色皿1个；移液管(10mL)3只；停表1块。 药品：碘溶液(含4%KI)(0.03mol·dm-3)；标准盐酸溶液(1mol·dm-3)；丙酮溶液(2mol·dm-3) 四 仪器试剂 1. 实验准备： ① 恒温槽恒温(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃。 ② 开启有关仪器，分光光度计要预热30min。 ③ 取四个洁净的50mL容量瓶，第一个装满蒸馏水；第二个用移液管移入5mlI2溶液，用蒸馏水稀释至刻度；第三个用移液管移入5mlI2溶液和5mlHCl溶液；第四个先加入少许蒸馏水，再加入5mL丙酮溶液。然后将四个容量瓶放在恒温槽中恒温备用。 五 实验步骤 2. 透光率100%的校正： 分光光度计波长调在565nm；狭缝宽度2（或1）nm；控制面板上工作状态调在透光率档。比色皿中装满蒸馏水，在光路中放好。恒温10min后调节蒸馏水的透光率为100%。 3. 测量εd值： 取恒温好的碘溶液注入恒温比色皿，在(25.0±0.1)℃时，置于光路中，测其透光率。 五 实验步骤 4. 测定丙酮碘化反应的速率常数 将恒温的丙酮溶液倒入盛有酸和碘混合液的容量瓶中，用恒温好的蒸馏水洗涤盛有丙酮的容量瓶3次。洗涤液均倒入盛有混合液的容量瓶中，最后用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀，倒入比色皿少许，洗涤三次倾出。然后再装满比色皿，用擦镜纸擦去残液，置于光路中，测定透光率，并同时开启停表。以后每隔3min读一次透光率，直到光点指在透光率100%为止。 以上数据记录也可由微机自动采集。 五 实验步骤 5. 测定各反应物的反应级数 编号 2mol·dm-3丙酮溶液 1mol·dm-3盐酸溶液 0.03mol·dm -3碘溶液 2 10mL 5mL 5mL 3 5mL 10mL 5mL 4 5mL 5mL 2.5mL 测定方法同步骤3，温度仍为(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃。 五 实验步骤 6. 将恒温槽的温度升高到(35.0±0.1)℃，重复上述操作1.③,2，3，4，但测定时间应相应缩短，可改为2min记录一次。 五 实验步骤 六 注意事项 温度影响反应速率常数，实验时体系始终要恒温。 混合反应溶液时操作必须迅速准确。 比色皿的位置不得变化。 1. 把实验数据填入下表： CI2＝ ；T＝ ；lgT＝ ； εd＝ 。 时间/min 透光率T lgT 25.0℃ 35.0℃ 25.0℃ 35.0℃ 七 数据处理 七 数据处理 2. 将lgT 对时间t作图，得一直线，从直线的斜率，可求出反应的速率常数。 3. 利用25.0℃及35.0℃时的k值求丙酮碘化反应的活化能。 4. 反应级数的求算：由实验步骤4、5中测得的数据，分别以lnT对t作图，得到四条直线。求出各直线斜率，即为不同起始浓度时的反应速率，代入(10)、(11)式可求出α，β，γ。 八 实验成败的关键 1. 式（3）直线的斜率与CA和有关，因此需准确配制溶液的浓度。 2. 温度影响反应速率常数，实验时，体系要始终恒温。 九 实验讨论 虽然在反应(1)和(2)中，从表观上看除I2外没有其它物质吸收可见光，但实际上反应体系中却还存在着一个次要反应，即在溶液中存在着I2、I-和I3-的平衡： I2 ＋ I- ＝I3- (12) 其中I2和I3-都吸收可见光。因此反应体系的吸光度不仅取决于I2的浓度而且与I3- 的浓度有关。根据朗伯-比尔定律知，在含有I3- 和I2 的溶液的总光密度E可以表示为I3- 和I2 两部分消光度之和 九 实验讨论 A=AI2 +AI3- =εI2 LCI2 +εI3- LCI3- (13) 而摩尔消光系数εI2和εI3-是入射光波长的函数。 在特定条件下，即波长λ=565nm时，εI2＝εI3- 所以(13)式就可变为 A = εI2 L（CI2+CI3-） (14) 也就是说，在565nm这一特定的波长条件下， 溶液的吸光度A与总碘量(I2＋I3-)成正比。 因此常数εL就可以由测定已知浓度碘溶液的 总吸光度A来求