丙酮碘化反应动力学测定——光度法
一、实验目的
1、 通过本实验加深对复杂反应特征的理解； 2、 掌握用孤立法确定反应级数的方法；
3、 学会用分光光度计测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数；
4、 掌握TU-1810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+I2?CH3COCH2I+H++I-
该反应是以H+作为催化剂，同时反应自身会生成H+ ，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+?CH3COH=CH2 （1） CH3COH=CH2?I2?CH3COCH2I+H++I- （2）
（1）式为丙酮的烯醇化反应，反应可逆并进行的很慢，是一个速控步,决定反应的总速率；（2）式为烯醇的碘化反应，反应快速并能进行到底。
总反应的速率方程为：
?dcI2?kcAcH+
dt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，丙酮碘化反应对碘是零级反应。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。
由朗伯—比尔定律A??Lc，得
A??k?LcAcH+t?B
上式中的?L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
k2Ea?11????? k1R?T1T2?即可估算出反应的活化能Ea的值。
三、仪器与试剂
TU-1810光度计和计算机 1台 比色管 (50mL) 3只 恒温槽 1套 比色皿 1只 移液管 4只
0.050 mol/L、0.0050 mol/L碘溶液(含4%KI) 2 mol/L标准盐酸溶液 2 mol/L标准丙酮溶液
四、实验步骤
1．准备工作
（1）开启恒温水浴，控制温度为30℃（或35℃）。洗净比色管、比色皿 ，并用镜头纸将比色皿擦干净。
（2）反应液的配制：分别移取10mL碘溶液（0.05mol/L）和10mL酸溶液（2.000 mol/L）于50ml比色管中，加大约10ml水，再取10ml丙酮溶液（2.000 mol/L）于第二只比色管中，加大约10ml水，两管同时放入恒温水浴中恒温10分钟。
（3） 开启TU-1810光度计和计算机预热10分钟，同时开启比色皿恒温器控制温度为30℃。（或35℃）。
（4）计算机启动：确认紫外仪器与计算机的连接正常，并且已经打开主机电源。此时，可以点击UVWIN 5的快捷方式来启动软件。
（5）仪器初始化：如果此时仪器工作正常，则可进入仪器初始化画面。 （6）主界面窗口展开。
（7）计算机设置：单击【窗口】，选择[时间扫描]打开。
（8）参数设置：单击【测量】菜单下的【参数设置】子菜单，即可打开时间扫描参数设置窗口【M测量】。设置【光度模式】为Abs；【时间单位】为秒；【采样数】为40；【时间间隔】为30。设置扫描的【波长】点为590；扫描的【最大吸光度】点为0.6；【最小吸光度】点为-0.01。
（9）校正：在1cm比色皿中注入蒸馏水放入TU-1810光度计，在UVWIN 5的主界面窗口。单击【校正】。
2．测量工作
（1）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的比色管，使反应液的总体积为50mL。
（2）在1cm比色皿中注入反应混合液，放入TU-1810光度计，在UNWIN 5的主界面窗口，单击[开始]，开始A～t曲线测量，直到测量结束。
（3）数据处理：在UNWIN 5的主界面窗口，单击【文件】，选择【导出数据】子菜单，选择菜单下的【电子表格Excel】；填写菜单下的【导出文件命名】；单击【浏览图标】，存储该实验数据1＃于[丙酮碘化]文件夹。
（4）测εL值：在1cm比色皿中注入0.005M碘溶液，放入TU-1810光度计，在UNWIN 5的主界面窗口，单击【开始】，测量2分钟后，按上述数据存储操作，另存储该数据2＃于[丙酮碘
化]文件夹。
五、实验注意事项
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；
3．混合反应溶液时要在恒温槽中进行，操作必须迅速准确； 4．实验每次用蒸馏水调吸光度零点后，方可测其吸光度值。
六、实验数据记录及处理
1．T＝308K时的试验数据处理 cI2＝0.005mol/L， λ=590nm
t/s A t/s A
0 480
60 540
120 600
180 660
240 720
300 780
360 840
420
2．T＝303K时的试验数据处理 cI2＝0.005mol/L， λ=590nm
t/s A t/s A
0 480
60 540
120 600
180 660
240 720
300 780
360 840
420
七、思考题
1．本实验中，丙酮碘化反应按几级反应处理，为什么？
2．若想使反应按一级反应规律处理，在反应液配制时应采用什么手段？写出实验方案. 3．影响本实验结果精确度的主要因素有哪些？
