三、实 验 步 骤
6. 将恒温槽的温度升高到(35.0±0.1)℃，重复 上述操作步骤1.③,2，3，4，但测定时间应 相应缩短，可改为1min记录一次。
四、注 意 事 项
1. 碘溶液见光易分解，故从溶液的配制到测 量应尽量迅速； 2. 因该实验只是测定反应开始一段时间的吸 光度，故反应液混合后应迅速进行测定；
第一个装满蒸馏水； 第二个用移液管移入5ml I2溶液，用蒸馏水稀
释至刻度；
三、实 验 步 骤
第三个用移液管移入5ml I2溶液和5ml HCl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。 2. 透光率100%的校正
分光光度计波长调在565nm；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%。
三、实 验 步 骤
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2min读一次透光率，直到透光率接近 100%为止。
三、实 验 步 骤
5. 测定各反应物的反应级数 各反应物的用量见下表：
测定方法同步骤3，温度仍为(25.0±0.1)℃ 或(30.0±0.1)℃。
CI2 kCACH t B
------------(5)
按照朗伯-比耳定律，某指定波长的光通
过碘溶液后的光强为I，通过蒸馏水后的光强
为I0，则透光率可表示为： T ＝ I / I0 ----------------------------- (6)
二、实 验 原 理
透光率与碘的浓度之间存在以下关系：
O
CH3 C A
O
+
H
+ CH3
I2
CH3 C
E
CH2I
+I
+
+
H
一般认为该反应按以下两步进行：
O
OH
+
CH3 C CH3 H CH3 C CH2 ---------(1)
A
B
二、实 验 原 理
CH3C(OH)=CH2 + I2 → CH3COCH2I + I- + H+ (2) 丙酮碘化反应的总速率由反应(1)的速率决
lg
CA CA
2 1
---------------(10)
同理可求出β, γ
lg
r3 ---------------(11)
lg
r4 r1
lg
CI2 CI2
4 1
---------------(12)
三、实 验 步 骤
1. 实验准备 ① 调节恒温槽温度(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：
实验二十二 丙酮碘化
物理化学教研室
2016.9.22
一、目 的 要 求
1. 测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率 常数及活化能； 2. 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； 3. 掌握分光光度计的使用方法。
二、实 验 原 理
酸溶液中丙酮典化反应是一个复杂反应，
其反应式为：
定，(1)式的反应速率取决于丙酮及氢离子的
浓度，如果以碘化丙酮浓度的增加来表示丙
酮碘化反应的速率，则此反应的动力学方程
式可表示为：
dCE dt
kCACH
------------(3)
二、实 验 原 理
式中，CE为碘化丙酮的浓度；CH+为氢离
子的浓度；CA为丙酮的浓度；k表示丙酮碘化
反应总的速率常数。
3. 计算K时要用到丙酮和酸溶液的初始浓度， 因此实验中所用的丙酮和盐酸溶液的浓度一 定要准确配制。
四、注 意 事 项
4. 温度对反应速率常数的影响很大，应把体 系温度准确控制在实验温度的±0.1℃范围之 内，并且实验时体系始终要恒温。
5. 每次要先用蒸馏水调吸光度零后，才可以 测其吸光度值。
五、实验数据记录
三、实 验 步 骤
3. 测量εl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。 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。
数的测定。根据总反应方程式，可建立如下关
系式：
二、实 验 原 理
r dCE dt
k
CA
C H
C I2
式中α，β，γ分别表示丙酮、氢离子和碘
的反应级数。若保持氢离子和碘的起始浓度
不变，只改变丙酮的起始浓度，分别测定在
同一温度下的反应速率，则：
r2 r1
CA CA
2 1
二、实 验 原 理
lg
r2 r1
lg T dCI2 -------------(7)
将(5)式代入(7)式得：
lg T
kdC
A
C H
t
B
------(8)
以lgT对t作图可得一直线，其斜率为
kεdCACH+。式中εd 可通过测定一已知浓度的 碘溶液的透光率，由(7)式求得。当cA与cH+浓 度已知时，只要测出不同时刻丙酮、酸、碘
的混合液对指定波长的透光率，就可以利用
(8)式求出反应的总速率常数k 。
二、实 验 原 理
由两个或两个以上温度的速率常数，就可
根据阿累尼乌斯关系式计算反应的活化能。
Ea
2.303R
T1T2 T2 T1
lg
k2 k1
或
Ea
RT1T2 T2 T1
ln
k2 k1
---------------(9)
为了验证上述反应机理，可以进行反应级
由反应(2)可知： dCE dCI2
dt
dt
--------(4)
反应物碘在可见光区有一个比较宽的吸收
带，可利用分光光度计来测定反应过程中碘的
浓度，通过(4)式就可以求出dCE/dt，从而求出 反应的速率常数。
二、实 验 原 理
若反应过程中，丙酮的浓度远大于碘的浓 度且催化剂酸的浓度也足够大，则可把丙酮和 酸的浓度看作不变，把(3)式代入(4)式积分得：
C(I2) ＝ ；T ＝ ；lgT ＝ ； εl ＝
时间 透光率T
lgT
/min 25.0℃ 35.0℃ 25.0℃ 35.0℃
六、文 献 值 文献值：
1. α = 1，β =1，γ = 0 2. 活化能Ea = 48KJ/mol