电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数.doc

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、目的要求1、用电导法测乙酸乙脂皂化反应速度常数，了解反应活化能的测定方法。 2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。 3、掌握电导仪的使用方法。二、实验原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:在反应过程中,各物质的浓度随时间而变.某一时刻的OH-离子浓度可用标准酸进行滴定求得,也可通过测定溶液的某些物理性质而得到.用电导仪测定溶液的电导值G随时间的变化关系,可以监测反应的进程,进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度的2次方有关。若反应物和NaOH的初始浓度相同(均设为c),设反应时间为t时,反应所产生的和的浓度为x,若逆反应可忽略,则反应物和产物的浓度时间的关系为:t=0 c c 0 0t=t c-x c-x x xt= 0 0 c c上述二级反应的速率方程可表示为: .(11.1)积分得: 或 .(11.2)显然,只要测出反应进程中任意时刻t时的x值,再将已知浓度c代入上式,即可得到反应的速率常数k值.因反应物是稀水溶液,故可假定全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比的大得多.随着反应时间的增加,OH-不断减少,而不断增加,所以体系的电导值不断下降.在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与的浓度x的增加量成正比,即:t=t x=(G0 - Gt) .(11.3)t= c=(G0 - G) .(11.4)式中,G0和Gt分别是溶液起始和t时的电导值, G为反应终了时的电导值,是比例系数.将(11.3)、(11.4)代入(11.2)得: .(11.5)据上式可知,只要测出G0、G和一组Gt值,据(11.5)式，由对t作图,应得一直线,从其斜率即可求得速率常数k值。三、仪器与试剂超级恒温槽DDS307电导率仪大试管两支10毫升移液管三支洗耳球双管皂化池0.0200N乙酸乙酯0.0200N NaOH0.0100N 乙酸钠秒表滤纸铂电极四、实验步骤 1、 熟悉仪器的使用方法: 恒温槽调至30.0。开启电导率仪的电源，预热10分钟。调节电导率仪的“温度”至30；调“常数”至1;调“量程”至“IV”。2、G0的测定: 在 一支干燥大试管中先后加入10.00毫升0.02N NaOH和10.00毫升H2O，摇匀。用H2O轻轻淋洗电导电极，再用滤纸将电极表面的水分吸干，放入大试管。恒温10分钟后调电导率仪“校正”旋钮，使电导率仪的读数为200。3、G的测定: 干燥大试管中加入约5毫升0.01N 乙酸钠，恒温10分钟，读数。共读三次。4 、Gt的测定: 干燥皂化池A管内加10.00毫升0.02N NaOH ，B管内加10.00毫升0.02N乙酸乙酯，塞上橡皮塞，恒温10min之后，用洗耳球通入B管上口将乙酸乙脂溶液压入A管，与NaOH混合。当溶液压入一半时，开始记录反应时间。反复压几次，使溶液混合均匀，并立即开始测量其电导值，每隔2mmin读一次数据，直至电导数值变化不大时可停止测量。5、恒温槽调至40.0，按照步骤1、2、3、4再测定G0、G、Gt。6、洗净大试管和皂化池， 放入烘箱内干燥。五、实验数据记录与处理实验者梁美瑶 谭苑娴 古嘉情实验时间2011.03.16室温 始 23.0末23.3大气压kPa始102.20 末 102.35时间/minGt 30Gt 40Y 30Y 40302178.0175.00.221.28G02004169.0164.00.351.46G796161.0155.00.481.65G2808154.0149.00.621.81G38010150.0144.00.711.96G平均79.6712144.0140.00.872.10直线斜率0.060314141.0136.00.962.27速率常数6.0316139.0133.01.032.424018135.0130.01.172.58G020020132.0128.01.302.70G8522130.0126.01.392.83G28624128.0125.01.492.91G38626125.0123.01.653.06G平均85.6728122.0122.01.843.15直线斜率0.070430120.0121.01.983.24速率常数7.04活化能12.23（G0-Gt）/（Gt- G）- t 图数据分析：根据实验数据画出图得到两条斜率不等的直线，由斜率得30时的反应速率常数k=6.03 min-1mol-1L，40时k=7.04 min-1mol-1L，活化能为12.23。实验结果是温度越高，反应速率常数越大，反应越快。本实验的误差主要来源有：1、温度的调节非常重要，需要在恒温条件下进行，且NaOH和CH3COOC2H5溶液在混合前还要预先恒温。2、铂黑电极要完全浸泡在溶液中进行测量，以减少误差。六、思考与讨论1.为何本实验要在恒温条件下进行,且NaOH和CH3COOC2H5溶液在混合前还要预先恒温?答：本实验是通过电导率测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，化学反应速度与温度有关，温度每升高10，反应速度约增加2到4倍，同时电导率也与温度有关，所以实验过程中须恒温。2.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念,反应级数只能通过实验来确定.试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应?答：保证实验条件完全相同的情况下，采用不同浓度的CH3COOC2H5和NaOH进行实验，比较实验的反应速率常数来证明乙酸乙酯皂化反应为二级反应。3.乙酸乙酯皂化为吸热反应,试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果?答：实验采用稀溶液在超级恒温水浴中进行，并反应前水浴槽恒温10分钟才进行实验，NaOH和CH3COOC2H5溶液在混合前还要预先恒温10