⑴ 丙酮碘化反應速率
丙酮碘化反應速率常數的測定
實驗目的:
1.掌握用孤立法確定反應級數的方法;
2.測定酸催化作用下丙酮碘化反應的速率常數;
3.通過本實驗加深對復雜反應特徵的理解;
4.掌握光度計和反應-吸收樣品池的使用方法.
實驗原理:
丙酮碘化的方程式為:CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + H+ + I-
該反應是以作為催化劑,同時反應自身會生成 ,所以此反應是一個自動催化反應,並且為一個復雜反應,分兩步進行:
CH3COCH3 + H+ → CH3COCH=CH2
此反應是丙酮的烯醇化反應,反應可逆並進行的很慢,是一個速控步.
CH3COH=CH2 + I2 → CH3COCH2I + H+ + I-
此反應是烯醇的碘化反應,反應快速並能進行到底.
總反應的速率方程為:
-dCI2/dt = k CA CH+
分別為碘,丙酮,酸的濃度;k為總反應速率常數.如果丙酮和酸相對於碘是過量的,則可認為在反應過程中丙酮和酸的濃度基本保持不變,同時,在酸的濃度不太大時,丙酮碘化反應對是個零級反應.對上式進行積分得:
-CI2=kCACH+t + B
因為碘在可見光區有寬的吸收帶,而在此吸收帶中,鹽酸,丙酮,碘化丙酮和碘化鉀溶液均沒有明顯的吸收,所以可以採用分光光度法直接測量碘濃度的變化.
A=-kε LCACH+ t - B
上式中的 εL可通過測定一定濃度的碘溶液的吸光度A帶入式中求得.做A-t圖,直線的斜率可求出丙酮碘化反應速率常數K值.
有兩個以上溫度下的速率常數就可以根據阿侖尼烏斯公式估算反應的活化能Ea得值.
ln(k2/k1)= Ea/R *(1/T1-1/T2)
實驗儀器和試劑:
721型分光光度計1套;比色管 (50mL)3隻;超級恆溫槽1套; 帶有恆溫夾層的比色皿1個;移液管(10mL)3隻;停表1塊
0.005mol/L和0.05mol/L碘溶液 ; 2.00mol/L標准鹽酸溶液; 2.00mol/L丙酮溶液
實驗步驟:
1.准備
1> 開啟恆溫水浴,控制溫度為35℃(或30℃(另一組做)).
2> 反應溶液的配製:分別移取5ml碘溶液(0.05M)和5ml酸溶液(2.000M)於25ml比色管中,加入約10ml水,再取10ml丙酮溶液(2.000M)於50ml比色管中,加入約10ml水,在第三支比色管中注入25ml水,三管同時放入恆溫水浴中恆溫10分鍾.
3> 測εL值:調光度計「λ」按紐使波長為590nm,調節「0」按紐使指針指向左邊零位置,在恆溫比色皿中分別注入0.005M碘溶液 和蒸餾水,放入儀器中(外側放蒸餾水,內側放碘液).拉動拉桿使光路對准用蒸餾水調吸光度零點(即關閉儀器入口,使指針指向滿刻度),然後再拉動拉桿使光路對准樣品池,測吸光度,平行測量三次.
2.測量
快速將恆溫的碘、酸混合液傾入丙酮溶液中,用恆溫水洗滌盛碘酸之比色管,使反應液的總體積為 50ml.將反應液迅速注入2cm比色皿中,每次用蒸餾水調吸光度零點後,測其吸光度值.35℃時,每30秒測一次;(30℃時,每1分鍾測一次).
實驗數據:
1〉 T=35℃,λ=590nm
(1)測 值:
C=0.005M 1 2 3 平均
A 0.51 0.535 0.54 0.528
(2)測斜率:
時間/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
A 0.42 0.405 0.39 0.38 0.365 0.35 0.34 0.32 0.30 0.285 0.27 0.25
由表(1)知:A=εL c εL=A/c=0.528/0.005=105.6
由表(2)知:Y= - 0.03052x + 0.42353
-kε LCACH+ = -0.03052 (CA =0.4mol/L ; CH+=0.2 mol/L; εL=105.6)
由該式解得 :k2 = 3.613 × 10-3
2〉T=30℃,λ=590nm
(1)測 值
0.005mol/L碘溶液(含4%KI)吸光度 平均值 εL
0.338 0.336 67.200
0.336
0.334
(2)測斜率
t/min 0 1 2 3 4 5
A 0.291 0.260 0.250 0.220 0.205 0.205
t/min 6 7 8 9 10 11
A 0.195 0.175 0.120 0.110 0.095 0.070
由表(1):得 =0.336/0.005=67.200
由表(2):Y= - 0.01922x + 0.28869
- =- 0.01922 (CA =0.4mol/L ; CH+=0.2 mol/L; εL=67.2)
即 =3.575×10-3
3〉求Ea:
由ln(k2/k1)= Ea/R *(1/T1-1/T2)得:
ln(3.613 × 10-3/3.575×10-3)= Ea/8.314 *(1/303.15-1/308.15)
解得 Ea = 1.642kJ/mol
實驗注意事項:
⑴ 溫度影響反應速率常數,實驗時體系始終要恆溫.
⑵ 實驗所需溶液均要准確配製.
⑶ 混合反應溶液時要在恆溫槽中進行,操作必須迅速准確.、實驗證明:丙酮鹵化時,無論實驗中使用那種鹵素元素,在某固定溫度下,反應的速率常數相同,且反應活化能也相近aww
⑵ 蒸餾水的吸光度是多少
蒸餾水吸光度0.044
⑶ 純水的吸光度可以不是0度嗎
不是0℃的,蒸餾水不是純潔。用純凈水做參比,測得的水吸光度值大於零,可以證明「蒸餾水不是純潔」的,但是如果吸光度值等於零,還不能說「蒸餾水是否純潔」,因很多離子是無色的。
⑷ 水的吸光度
400nm時,大約是0.013/m;
500nm時,大約是0.017/m;
600nm時,大約是0.237/m;
700nm時,大約是0.602/m;
…….
沒能查到更短波長的數據,但不管怎麼說,都不可能是負值的!