黄希哲，廖增俊，何心怡，许荣添，韩东梅

中山大学化学工程与技术学院，广东 珠海 519082

可逆反应是指在同一条件下同时发生正逆反应的现象，其反应过程会涉及化学平衡及化学反应速率的问题，是一类重要的反应类型，但目前高校的物理化学实验课程中基本没有涉及可逆反应动力学的相关实验教学[1-4]。此外，开展绿色化学实验教学是当今实验教学改革的重点之一[5]，本文将介绍一个符合绿色化学实验教学理念的实验体系——分光光度法研究酚酞-NaOH体系可逆动力学反应过程[6,7]，并研究酚酞浓度、温度对其动力学过程的影响。

1 原理讨论

酚酞在碱性溶液中由内酯式快速转化为醌式(快反应)，之后在醌式(A)与甲醇式(B)之间慢慢互相转化(慢反应)[8]，最终达到平衡状态(图1)。

图1 酚酞在弱碱性条件下的结构式转化情况

整个反应的动力学速率由醌式-甲醇式(A ⇌ B)转化速率决定，设其正、逆反应速率常数分别为k和k’，A初始浓度为a，OH−的初始浓度为b，T = t时刻A、B浓度为xAt、xBt，T =∞时A、B浓度为xA∞、xB∞，由Nicholson的工作[7]可知b＞＞a情况下，正逆反应为一级反应，故这里定义各种反应物的量级为1，可得：

2 实验试剂及仪器

2.1 试剂

0.05 mol·L−1酚酞乙醇溶液、0.5 mol·L−1NaOH溶液(经邻苯二甲酸氢钾标定)、去离子水。

2.2 仪器

美国Thermo Evolution 201紫外-可见分光光度计(带冷却水循环系统)、1 cm石英比色皿。

3 实验步骤

3.1 配制 0.05 mol·L−1 NaOH溶液

准备三支50 mL比色管，分别准确移入5 mL 0.5 mol·L−1NaOH溶液并用去离子水定容到50 mL。

3.2 获取430-620 nm吸收曲线

紫外分光光度计于25 °C恒温条件下通水半小时以上，采用扫描测量模式，测量波长设置为430-620 nm，用第一份NaOH溶液(空白)进行基线扫描。……