丙酮碘化反应是一复杂反应,反应方程式为:
H+是反应的催化剂,因丙酮碘化反应本身有H+生成,所以,这是一个自动催化反应,又因为反应并不停留在生成一元碘化丙酮上,反应还继续下去.所以应选择适当的反应条件,测定初始阶段的反应.因碘溶液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则没有明显的吸收,所以可采用分光光度计法直接观察碘浓度的变化,从而测量反应的进程.
根据公式:al=(lg100-lgT)/CI2 求得比色皿的al值
该反应的速率方程可表示为:
r=dCE /dt = -dCA/dt = -dCI 2/dt = kCpA CqI 2 CrH+
式中CE,CA,CI2,CH+ 分别为碘化丙酮,丙酮,碘,盐酸的浓度;k为速度常数;指数p,q,r分别为丙酮,碘和氢离子的反应级数.
实验证实在本实验条件下,丙酮碘化反应对碘是零级反应,即q为零.所以,
r = dCE /dt = kCpA CrH+
对上式积分后可得:
CE = kCpA CrH+ t + C
又由于 dCE /dt = -dCA/dt = -dCI 2/dt
D = alCI2
D = -lg T
al=(lg100-lgT)/CI2
得: lg T = k(al)CpA CrH+ t + B
由lgT对t做图,通过其斜率m可求得反应速度,即:m=k(al)cpAcrH+
又有:r =m/(al)
为了确定反应级数P,至少进行两次实验,用脚注数字分别表示各次实验.当丙酮初始浓度不同,而氢离子、碘的初始浓度分别相同时,即:
cA2 = u cA1,cH+2 = cH+1,CI22 = CI21
则有:r2/r1=kcpA2 crH+2 cqI2 2/kcpA1crH+1 cqI2 1=up
lg(r2/r1)=plgu
p=(lgr2/r1)/lgu=(lgm2/m1)/lgu
同理:当丙酮、碘的初始浓度分别相同,而酸的浓度不同时,即
cA3 = cA1 cI2 3= cI21 cH+3 = ωcH+1
这样便可得出:r=(lgr3/r1)/lgω