文档介绍：***碘化反应
一、实验目的
(1)通过实验加深对复杂反应特征的理解。
(2)测定酸催化时***碘化反应的速率常数。
(3)掌握72光栅分光光度计的使用方法。
二、实验原理
不同的化学反应其反应机理是不相同的。按反应机理的复杂程度之不同可以将反应分为基元反应(简单反应)和复杂反应两种类型。简单反应是由反应物粒子经碰撞一步就直接生成产物的反应。复杂反应不是经过简单的一步就能完成的,而是要通过生成中间产物的许多步骤来完成的,其中每一步都是一个基元反应。常见的复杂反应有对峙反应(或称可逆反应,与热力学中的可逆过程的含义完全不同)。平行反应和连续反应等。
***碘化反应是一复杂反应,反应方程式为:
H+是催化剂,由于反应本身能生成H+,所以,这是一个自动催化反应。一般认为该反应的反应机理包括下列两步:
这是一个连续反应。反应(1)是***的烯醇化反应,它是一个可逆反应,进行得很慢。反应(2)是烯醇的碘化反应,它是一个快速且能进行到底的反应。由于反应(1)速率很慢,而反应(2)的速率又很快,中间产物烯醇一旦生成又马上消耗掉了。根据连续反应的特点,该反应的总反应速率由反应(1)所决定,其反应的速率方程可表示为:
式中CA为***的浓度;CD为产物碘化***的浓度;CH+为氢离子的浓度;K为***碘化反应的总的速率常数。
由反应(2)可知,如果测得反应过程中各时间碘的浓度,就可以求出。由于碘在可见光区有一个比较宽的吸收带,所以本实验可采用分光光度法来测定不同时刻反应物的浓度。
若在反应过程中,***~·dm-3,~·dm-3时,可视***与酸的浓度为常数。将(3)式积分得:
按朗怕-比耳定律,若指定波长的光通过碘溶液后光强为I,通过蒸馏水后的光强为I0,则透光率可表示为:
并且透光率与碘的浓度有如下关系:
式中,l为比色皿光径长度;K',是取10为底的对数时的吸收系数。又因,积分后可得:
将式(5)、(6)代入式(4)中整理后得:
或:
式中,K'l“可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率T代入式(5)而求得。当CA与CH+浓度已知时,只要测出不同时刻反应物的透光率,就可利用(8)式求出***碘化反应的速率常数K。
三、仪器和药品
带恒温装置的722型光栅分光光度计,超级恒温槽,停表,100mL磨口锥形瓶1个,50mL容量瓶2个,5mL移液管3支。
3mol·dm-3***溶液,·dm-3I2溶液,·dm-3I2溶液(上述各溶液均需准确标定)。
四、实验步骤
(1)将超级恒温槽的温度调至20℃。
(2)调整分光光度计:
在使用仪器前,应该对仪器进行检查,电源接线应牢固,通地要良好。各个调节旋钮的起始位置应该正确,然后再接通电源开关。
将灵敏度旋钮调置“1”档(放大倍率最小)。
开启电源,指示灯亮,选择开关置于“T’,波长调到560nm的位置上,然后将比色架(带有恒温水套)放入暗箱中盖好箱盖)仪器预热20min。
打开试样室盖(光门自动关闭),调节“0”旋钮,使数字显示为“”。盖上试样室盖,将装有蒸馏水的比色皿(光径长为2cm)放到比色架上,使之处在光路中。调节透光率“100%”旋钮,使数字显示为“”。如果显示不到“100