乙酸乙酯皂化反应速率系数测定.doc

实验22 乙酸乙酯皂化反应速率系数测定一、实验目的 1.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能。 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.了解电导率仪的构造，掌握其使用方法。 二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为 CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH t=0时， 0 0t=t时， -x -x x xt=时， 0 0 x x-x当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为 式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得 （1）本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设k0、kt、k分别代表时间为0、t、时的（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有：式中A1和A2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数。由上三式可得： （2）将(2)式代入(1)式得：整理上式得： （3）以t对t)t作图可得一直线，直线斜率为kc0，由此可求得反应速率系数k0。 当把电导牢仪的输出与记录仪连接时，就可自动记录电导率随时间的变化。由于记录曲线的峰高与电导串成线性关系，因此用峰高代替电导率，(3)式仍然成立。 溶液的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比，因此以电导代替电导率，(3)式也成立。本实验既可采用电导率仪，也可采用电导仪。反应速率系数k与温度T的关系一般符合阿累尼鸟斯公式： （4） 式中Ea为反应的表观活化能。(4)式也可以写成定积分形式，即： (5)测定不同温度下的k值，就可以求出Ea。三、仪器与药品： DDS-11A型电导率仪1台、记录仪l台、恒温槽1套、混合反应器2个、电导管2个、20ml移液管2支、0.2m1刻度移液管1支、洗耳球1个、100ml容量瓶1个。O02mol.dm-3NaoH标准溶液、0.01mol.dm-3NaAc标准溶液、分析纯的乙酸乙酯。四、实验步骤： 1乙酸乙酯溶液的配制 配制100ml乙酸乙酯溶液，使其浓度与氢氧化钠标准溶液浓度相同。乙酸乙酯的密度以下式计算： (kg.m-3)=924541.168(t)-1.95103(t)2式中t为乙酸乙酯的温度。 配制方法如下：在100ml容量瓶中装23体积的水，用0.2m1刻度移液管吸取所需乙酸乙酯的体积，滴入容量瓶中，加水至刻度，混合均匀待用。 2仪器准备 将电导率仪的记录输出与记录仪相连。为了选择好电导率仪的量程和记录笔的合适位置，可先将稀释一倍的NaOH溶液20m1置于电导管中，插入电极，调节电导率选择开关和校正调节器，使记录笔在8mV左右(记录仪要先调零，量程置于10mV)，走纸速度为8mm.min-1。在实验过程中不准再调节旋钮。 3测量将混合反应器置于20恒温槽中，混合反应器如图221所示。用移液管取20mlNa0H标准溶液置于1池中，再取20m1乙酸乙酯溶液置于2池中，将电导电极插入2池，恒温约10分钟。待记录笔正好走在记录纸的某一横线处时，迅速用洗耳球使1、2池中的溶液混合均匀。约20分钟即可停止实验。测定相同条件下NaAc标准溶液的电导率。4重复以上步骤，测定25、30时反应的电导率变化。五、关键操作及注意事项 1温度的变化会严重影响反应速率，因此一定要保证恒温。 2不要敞口放置NaOH溶液，以防吸收空气中CO2，使其浓度变化。 3混合过程既要快速进行又要小心谨慎。不要把溶掖挤出混合器。六、数据处理 1根据走纸速度由纵坐标确定反应时间，横坐标可取任意标度来代表电导率的变化。采集10-15组数据，列成表格。 2.以t对(t)t作图，由直线斜率求出相应温度下的反应速率系数k。 3以lnk/k对1T作图由直线斜率求出活化能Ea。 4以FX702P计算器进行数据处理，并与上述结果进行比较。计算程序见参考资料部分。七、思考与讨论 1配制乙酸乙酯溶液时，为什么在容量瓶中要先加入部分蒸馏水?2. 为什么乙酸乙酯和NaOH溶液浓度必须足够稀?请推导出公式0=A1c0中A1的表达