乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定精品.doc

_乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1.学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法；2.了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数；3.熟悉电导仪的使用。二、实验原理（1）速率常数的测定 乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：CH3COOC2H5NaOH = CH3OONaC2H5OH t=0 C0 C0 0 0 t=t Ct Ct C0 - Ct C0 -Ct t= 0 0 C0 C0 速率方程式 ，积分并整理得速率常数k的表达式为： 假定此反应在稀溶液中进行，且CH3COONa全部电离。则参加导电离子有Na、OH、CH3COO,而Na反应前后不变，OH的迁移率远远大于CH3COO，随着反应的进行，OH 不断减小，CH3COO不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（）的下降和产物CH3COO的浓度成正比。 令、和分别为0、t和时刻的电导率，则：t=t时，C0 Ct=K（-） K为比例常数t时，C0= K（-）联立以上式子，整理得： 可见，即已知起始浓度C0，在恒温条件下，测得和，并以对作图，可得一直线，则直线斜率 ，从而求得此温度下的反应速率常数k。（2）活化能的测定原理： 因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。三、仪器与试剂电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 恒温槽 1台 移液管 3支氢氧化钠溶液（0.02mol/L） 乙酸乙酯溶液（0.02mol/L）四、实验步骤1.标定溶液及乙酸乙酯溶液的配制计算标定0.02溶液所需的草酸二份，放入锥形瓶中，用少量去离子水溶解之，标定溶液。计算出配制与等浓度的乙酸乙酯溶液100mL所需化学纯乙酸乙酯的质量，根据不同温度下乙酸乙酯的密度计算其体积(乙酸乙酯的取样是通过量取一定量的体积)，于容量瓶中加入约容积的去离子水，然后用1mL移液管吸取所需的乙酸乙酯加入容量瓶中，加水至刻度，摇匀。2.调节恒温水浴调节恒温水浴温度为30。3.电导率的测定用移液管量取去离子水及标定过的溶液各，在干燥的100mL烧杯中混匀，用少量稀释后的溶液淋洗电导电极及电极管3次，装入适量的此溶液于电极管中，浸入电导电极并置于恒温水浴中恒温。将电导率仪接通电源，按下“”键，几秒后，仪器自动进入上次关机时的测量工作状态，然后，按电导池常数按纽，将所配套的电导电极常数输入电导率仪中，按确认键结束，仪器即回到测量工作状态。恒温后，读出窗口上的显示值，即为被测溶液的电导率。弃去溶液，用剩余的溶液重复测量一次，两次测量值的平均值即为。4.电导率的测量另取两只干燥的羊角管，用移液管分别将每只羊角管的侧角加入8mL标定的溶液，直角加入新配制的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴中恒温（注意不要将两种溶液混合了）。后同时将两只羊角管侧管的全部倾入直管的乙酸乙酯中，摇匀（来回倾倒两三次）；与此同时按下秒表开始计时（注意：秒表一经启动，勿停直至实验完毕）；将一只羊角管混合液迅速淋洗电导电极三次，然后将电导电极浸入另一支羊角管中（待测反应液中），并置于恒温水浴中。在如下的反应时间6、9、12、15、20、25、30、35、40时各测量电导率一次并记录测量值及对应的时间（注意时间要记录准确，以实际反应时间为准）。测量结束后，按“”键，仪器关机。5.另一温度308.2K下的测量调节恒温水浴温度为，重复上述及的测量，但在测量时，按反应进行6、8、10、12、15、18、21、24、30min时，分别测量其电导率和对应时间。五、数据记录与处理1.实验数据记录室温：26；大气压力：100.3；（38）:2.341；(29)：2.1522.将数据列表:表1 38时与关系表时间217791216.541688212536159830250.38152837246.510146543543.512140549541.2515133556537.6718126663435.221117072033.324113077032.127109580529.830106583527.8图1文献参考值：k（298.2K）=6.56L/(molmin)表2 29时与关系表时间22070280140.041888462115.561747603100.58163072090.010153581581.5121507.6842.470.215145090060.0181372.6977.454.3211337.81012.248.2241258109245.5271207.91142.142.3图2文献参考值 k（308.2K）=12.039/(molmin)六、实验评议与总结1.为何本实验要在恒温条件进行，而和溶液在混合前还要预先恒温？答：因为反应速率k受温度的影响大，若反应过程中温度变化比较大，则测定的结果产生的误差较大；反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。2.为什么和起始浓度必须相同，如果不同，试问怎样计算k值？如何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应？答：因为乙酸乙酯的皂化反应是二级反应，为了简化计算，采用反应物起始浓度相同。如果不同，则。选择不同浓度的和溶液，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。3.有人提出采用pH法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，此法可行吗？为什么？答：可以。，反应速率方程为：，当起始浓度相同，对该式积分简化得：k=x/ta(a-x)。设t时刻溶液的pH值为（t），则此时溶液OH-