文档介绍：复杂反应***碘化反应姓名:卢巍学号:2005011871班级:化53同组人姓名:须丹丹实验日期:2007年11月27日提交报告日期:2007年12月11日指导教师:王亚培复杂反应 ***碘化反应姓名:卢巍学号:2005011871班级:化53同组人姓名:须丹丹实验日期:2007年11月27日提交报告日期:2007年12月11日指导教师:王亚培1引言1实验目的采用分光光度法测定用酸作催化剂时***碘化反应的速率系数、反应级数和活化能。通过本实验加深对复合反应特征的理解。熟练掌握分光光度计的原理和使用方法。,大多数化学反应并不是简单反应,而是由若干个基元反应组成的复合反应。大多数复合反应的反应速率和反应物浓度间的关系,不能用质量作用定律表示。因此用实验测定反应速率与反应物或产物浓度间的关系,即测定反应对各组分的分级数,从而得到发合反应的速率方程,乃是研究反应动力学的重要内容。对于复合反应,当知道反应速率方程的形式后,就可以对反应机理进行某些推测。如该反应究竟由哪些步骤完成,各个步骤的特征和相互联系如何等等。实验测定表明,***与碘在稀薄的中性水溶液中反应是很慢的。在强酸(如盐酸)条件下,该反应进行得相当快。但强酸的中性盐不增加该反应的反应速率。在弱酸(如醋酸)条件下,对加快反应速率的影响不如强酸(如盐酸)O酸性溶液中,***碘化反应是一个复合反应,其反应式为:(+I7->CH、COCHJ+H++2「 (1)该反应由H+催化,而反应木身又能生成H-,所以这是一个H一自催化反应,其速率方程为:(2)「=住=地=虹=dtdtdt''\1E,式中:r—反应速率;k一速率系数;c(A)、c(l;)、c(H*)、c(E)-分别为***、碘、氢离了、碘化***的浓度,moljdm'3;a、。、分别为反应对***、碘、氢离子的分级数。反应速率、速率系数及反应级数均可由实验测定。***碘化对动力学的研究是一个特别合适而且有趣的反应。因为I;在可见光区有一个比较宽的吸收带,而在这个吸收带中,盐酸和***没有明显的吸收,所以可以采用分光光度计测定光密度的变化(也就是侦浓度的变化)来跟踪反应过程。虽然在反应(1)中没有其它试剂吸收可见光,但却存在下列一个次要却夏杂的情况,即在溶液中存在I;、【2和「的平衡:i2+rni; (3)平衡常数K°=700。其中L在这个吸收带中也吸收可见光。因此I;溶液吸收光的数量不仅取决于I;的浓度,而且也与L的浓度有关。根据朗伯■比尔定律:D=aLc (4)式中:D一光密度(消光度);8—吸收系数;L一比色皿的光径长度;C一溶液的浓度。含有侦和12溶液的总光密度D可以表示为I;和L两部分光密度的和,即:D=D(ir)+D(I2)=8(I;)Lc(ir)+E(I2)Lc(I2) (5)吸收系数£(侦)和8(12)是吸收光波长的函数。在特殊情况下,即波长入=565nm时,£(I;)=£(L),上式变为D=D(T;)+D(L)=£(I;)l[c(I;)+c(IJ] ⑹也就是说,在565nm这一特定的波长条件下,溶液的光密度D与I;和匕浓度之和成正比。因为£在一定的溶质、溶剂和固定的波长条件下是常数。使用固定的一个比色皿,L也是一定的,所以(6)式中,常数8(I;)L就可以由测定已知浓度碘溶液的光密度D而求出。在本实验条件下,实验将证明***碘化反应对碘是零级反应,即。=0。由于反应并不停留在一元碘化***上,还会继续进行下去,因此反应中所用的***和酸的浓度应大大过量。而所用的碘量很少。这样,当少量的碘完全消耗后,反应物***和酸的浓度可以认为基木保持不变。实验还进一步表明,只要酸度不很高,***卤化反应的速率与卤素的浓度和种类(***、漠、碘)无关(在百分之几误差范I韦I内),因而直到全部碘消耗完以前,反应速率是常数,即r=——:-七)=性旦=kc"(A)cf‘(l;)c“(H「)=kca(A)c"(JF)=常数(7)从(7)式可以看出,将c(l-)对时间t作图应为一条直线,其斜率就是反应速率r。为了测定反应级数,例如指数至少需进行两次实验。在两次实验中***的初始浓度不同,H+和I;的初始浓度相同。若用“I”、“II”分别表示这两次实验,令:c(A,I)=uc(A,II),c(H+,I)=c(H-,II),c(I;,I)=c(I;,U)由(7)式可得:(8)(9)(10)(11)ri_kca(AJ)c5(H\I)rnkca(A,II)c5(H+,II)U取对数:lg—=algu同理可求出指数3,若再做一次实验III,使:c(A,I)=c(A,III),c(H+,I)=wc(H+,III),c(l;,l)=c(l;,lll)即可得到:同样c(A,I)=c(A,IV),c(H+,I)=c(H+