乙酸乙酯皂化反应实验报告

浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称：乙酸乙酯皂化反应 姓名成绩班级学号同组姓名实验日期 指导教师签字批改日期 年 月 日一、 实验预习（30分）1 实验装置预习（10分）年月日指导教师（签字）成绩 2 实验仿真预习（10分）年月日指导教师（签字）成绩 3 预习报告（10分）指导教师（签字）成绩 （1） 实验目的1用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2掌握用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3学会使用电导率仪和超级恒温水槽。 （2） 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+Na+OH-CH3COO-+Na+C2H5OH 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 （1） 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 （2） 起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以 对t作图，应得一直线，从直线的斜率便可求出k值。 乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH-、Na+和CH3COO-，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的，因此，反应前后Na+的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。 令G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G为t=（反应完毕）时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 所以（2）式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入（2）式得：重新排列得: （3）因此，只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对 作图应得一直线，直线的斜率为 ，由此便求出某温度下的反应速率常数k值。由电导与电导率的关系式:G= 代入（3）式得: （4）通过实验测定不同时间溶液的电导率t和起始溶液的电导率0，以t，对 作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。如果知道不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。 （5）（3） 简述实验所需测定参数及其测定方法：根据此公式，再利用MATLAB软件处理数据。（4） 实验操作要点：1配制溶液 配制与NaOH准确浓度（约0.1000molL-3）相等的乙酸乙酯溶液。其方法是：找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.1000molL-3（与NaOH准确浓度相同）的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为0.1000molL-3的乙酸乙酯水溶液。 2调节恒温槽 将恒温槽的温度调至（25.00.1）或(30.00.1)，恒温槽的使用见仪器说明书。 3调节电导率仪 每次测定电导率前，都要用少量蒸馏水将恒温夹套反应池和电极洗净，并用滤纸吸干。注意每次洗涤恒温夹套反应池时不要将通恒温水的胶管拆除。电导率仪的使用如图所示。4溶液起始电导率0的测定 分别用2支移液管吸取25mL0.1000molL-3的NaOH溶液和同数量的蒸馏水，加入恒温夹套反应池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并开启磁力搅拌器搅拌，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为0。5反应时电导率t的测定 用移液管移取25mL0.1000molL-3的CH3COOC2H5，加入干燥的25mL容量瓶中，用另一只移液管取25mL0.1000molL-3的NaOH，加入另一干燥的25mL容量瓶中。将两个容量瓶置于恒温槽中恒温15min。同时，将恒温夹套反应池中测试过的废液倒入废液烧杯中，用蒸馏水水洗净恒温夹套反应池，滤纸吸干；电极用蒸馏水洗净，并用滤纸吸干。开启磁力搅拌器，将恒温好的分别装有NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液的2个容量瓶从恒温槽中取出，打开盖子，迅速、同时将2个容量瓶中的溶液倒入恒温夹套反应池中(溶液高度同前)，同时开动停表（记录反应的开始时间），并将电极插入恒温夹套反应池溶液中，测定溶液的电导率t，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。 6另一温度下0和t的测定 调节恒温槽温度为(35.00.1)或(40.00.1)。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的o和t。但在测定t时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。二、 实验操作及原始数据表（20分）恒温槽温度：20.7时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率8.147.947.747.467.226.966.746.516.286.105.925.61时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.345.114.914.744.594.464.344.244.14恒温槽温度：60.3时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率9.439.649.439.058.477.937.467.046.696.406.195.84时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.785.735.665.585.515.505.445.445.40三、 数据处理结果（30分）1、由方程以t对 作图，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。恒温槽温度：20.7时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率8.147.947.747.467.226.966.746.516.286.105.925.611.821.11 0.927 0.815 0.756 0.703 0.669 0.643 0.611 0.586 0.54 时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.345.114.914.744.594.464.344.244.140.50140.4675 0.438 0.411 0.387 0.366 0.347 0.329 0.314 K1=3.056恒温槽温度：60.3时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率9.439.649.439.058.477.937.467.046.696.406.195.8413.16 6.97 4.78 3.875 3.316 2.92 2.623 2.3825 2.182 2.0061.73 时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.785.735.665.585.515.505.445.445.401.4911.311 1.1731.0640.974 0.893 0.829 0.770.712 K2=0.42822、不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E：T1=298.85K T2=333.45Kln(k1/k2)=E/R(1/T1-1/T2)=ln(3.056/0.4282)=E/(8.314)*(1/298.85-1/333.45)最后解得 E=47.053kJ/mol四、 思考题（20分）1. 为什么由0.0100moldm-3的NaOH溶液和0.0100moldm-3的CH3COONa溶液测得的电导率可以认为是0、？答：k0是反应：CH3COOC2H5NaOHCH3COONaC2H5OH体系t=0时的电导率，但是CH3COOC2H5与NaOH混合的瞬间就已开始反应，因而混合后第一时间测的k也不是t=0时的电导率。根据CH3COOC2H5与NaOH体积和浓度都相等，二者混合后浓度均稀释一倍，若忽略CH3COOC2H5的电导率，0.0100moldm-3NaOH所测即为k0。k是上述反应t=时的电导率，当反应完全时，CH3COONa的浓度和t=0时NaOH浓度相同，若忽略C2H5OH的电导率，0.0100moldm-3的CH3COONa所测k即为k。2. 如果和起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？答：相关公式：ln(a(L0-L)-b(L