乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定

1、实验十二乙酸乙酯皂化反应速度常数地测定一、实验目地1 通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数2 .求反应地活化能.3 .进一步理解二级反应地特点4 .掌握电导仪地使用方法二、基本原理乙酸乙酯地皂化反应是一个典型地二级反应:设在时间t时生成物浓度为x,则该反应地动力学方程式为| 12-1 ）式中，a、b分别为乙酸乙酯和碱 NaOH ）地起始浓度,k为反应速率常数,若a=b,则8-1）式变为12-2）积分12-2 ）式，得212-3）由实验测得不同t时地x值，则可依式12-3）计算出不同t时地k值.如果k值为常数 就 可证明反应是二级地.通常是作 t图，若所得地是直线，也可证明反应是二级反应, 并

2、可从直线地斜率求出 k值.b5E2RGbCAP不同时间下生成物地浓度可用化学分析法测定例如分析反应液中地一浓度）,也可以用物理化学分析法测定如测量电导）.本实验用电导法测定X值,测定地根据是：p1EanqFDPw1 ）溶液中一 离子地电导率比 1离子 即 I ）地电导率大很多 即 反应物与生成物地电导率差别大）因此，随着反应地进行，口 离子地浓度不断降低，溶液地电导率也就随着下降 .DXDiTa9E3d2 ）在稀溶液中，每种强电解质地电导率IL.与其浓度成正比，而且溶液地总电导率就等于组成溶液地电解质地电导率之和.RTCrpUDGiT依据上述两点，对乙酸乙酯皂化反应来说，反应物与生成物只有 N

3、aOH和NaAc是强 电解质，乙酸乙酯和乙醇不具有明显地导电性，它们地浓度变化不致影响电导率地数值.若果是在稀溶液下反应，则5PCzVD7HxA1 N 1式中： ，.” I是与温度、溶剂、电解质NaOH及NaAc地性质有关地比例常数;,分别为反应开始和终了时溶液地总电导率注意这时只有一种电解质）；为时间t时溶液地总电导率.jLBHrnAlLg由此三式，可得到H112-4)若乙酸乙酯与 NaOH地起始浓度相等 將12-4）式代入12-3 ）式，得12-5)由12-5 ）式变换为 12-6)作 a 图,由直线地斜率 m可求k值，即由12-3）式可知，本反应地半衰期1丁为:移液管20mL)2支；比色

4、管50mL)2支；0.02溶液;0.02 一x |12-7)可见，两反应物起始浓度相同地二级反应，其半衰期 匚 与起始浓度成反比，由12-7)式可知,此处I亦即作图所得直线之斜率.XHAQX74J0X若由实验求得两个不同温度下地速度常数，则可利用公式12-8 )计算出反应地活化能习.I X |12-8)三、仪器和试剂恒温槽1套;电导仪1套;双叉管1支;秒表1块;烧杯 250mL)1 只；0.01容量瓶 100mL)2 只；0.01四、操作步骤1. 了解和熟悉 DDS-11A型电导率仪地构造和使用注意事项.LDAYtRyKfE2. 准确配制0.02 亠 地NaOH 溶液和 溶液调节恒温槽温度至

5、25 C ,调试好电导仪将电导池 如图12.1 )及0.02 亠I地NaOH溶液和 溶液浸入恒温槽中恒温待用.Zzz6ZB2Ltk3. 分别取适量0.01 13 地溶液和溶液;1 -橡皮塞；2-电导电极；3-双叉管 图12.1电导池 溶液注入干燥地比色管中，插入电极,溶液面必须浸没铂黑电极，置于恒温槽中恒温 15m in,待其恒温后测其电导，分别为和值，记下数据.dvzfvkwMIl4.取25mL0.02 亠地 I 溶液和25mL0.02 亠I 地NaOH溶液，分别注入双叉管地两个叉管中 注意勿使二溶液混合），插入电极并置于恒温槽中恒温10mi n.然后摇动双叉管，使两种溶液均匀混合并导入装有

6、电极一侧地叉管之中，同时开动停表，作为反应地起始时间.从计时开始，在第5、10、15、20、25、30、40、50、60 分钟各测一次电导值 .rqyn14ZNXI5 .在35 C下按上述步骤 4进行实验.五、数据记录和处理将测得数据记录于下表：室温：C大气压：mmHgwo 因-1.*i35 CL=J051050601.利用表中数据以回对3作图求两温度下地j.2. 利用所作之图求两温度下地，并与测量所得之进行比较.3. 求此反应在25C和35 C时地半衰期 匸值.4. 计算此反应地活化能吕.六、注意事项1. 电极地引线不能潮湿，否则将测不准2. 注意每次测量之前都应该校正.3. 进行实验时，溶

7、液面必须浸没电极，实验完毕，一定要用蒸馏水把电极冲洗干净并 放入去离子水中保存.七、思考题1. 为什么以0.01 亠I地NaOH溶液和0.01 亠I地 溶液测得地电导，就可以认为是匚和耳.2. 为什么本实验要在恒温条件下进行？而且NaOH溶液和 溶液在混合前还要预先恒温？3. 如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？附录：实验仪器及使用方法DDS-11A型电导率仪是实验室最常用地电导率测量仪表，它除能测定一般液体地电导率外、且能满足测量高纯水电导率地要求.仪器有010mV讯号输出，可接自动电子电位差计进行连续纪录 .EmxvxOtOco1.工作原理在电解质溶液中，带电地离子在电场地作用

8、下 ，定向移动而导通电流，因此，具有导电 作用，其导电能力一般用电导 G表示.我们知道，电导是电阻地倒数，因此，测量电导大小地 方法可用两个电极插入溶液中 ，以测出两级间地电阻 R.据欧姆定律，温度一定时，这个电 阻值与电极地间距 L(m成正比，与电极地截面积 A(m2成反比，即 SixE2yXPq5a对于一个电极而言,A与L都是固定不变地，故L/A为常数,称为电极常数，以Kceii表 示它，电导G可写成：6ewMyirQFL即 JI式中：卜:称为电导率，其单位为戶 或 山电导率仪地测量原理是基于“电阻分压”原理地不平衡方法图12-2是仪器地测量原理图，由图可知：丨=I式中Rx液体电阻；Rm

9、分压电阻因此式可见,当U、Rm图12.2测量原理图及C均为常数时，电导率次地变 化必将引起Um作相应地变化所1.高频交流信号发生器 2.放大器3.指示表头Rx电导池电阻,Rm分压电阻以,通过测量Um地大小，也就测量得液体电导率地高低.kavU42VRUs为了降低极化作用所造成地附加误差，测量讯号U采用交流电，此交流电由电感负载式多谐振荡器产生.为了分别作为低电导测量及高电导测量地信号源频率，振荡器可产生低周 约140 A，）及高周 约1100 A，）两个频率.从低电导至高电导，测量范围很广，因而电导池地电导 Rx地变化范围很大，所以振荡器用变压器偶合输出，使测量讯号U不随Rx地变化而改变.y6

10、v3ALoS89放大器地任务是将讯号 Um线性放大，再经检波后由刻为电导率读数地01mA地直流电表直接指示出被测量.在 电表回路里接有10Q地精密电 阻,由之可输出0100mV地直流 电压，以供接自动电子电位差计.M2ub6vSTnP2.仪器结构和使用方法仪器地电讯元件全部安 装在面板上，电路元件集中地安 装在一块印刷板被固定在面板之 反面.仪器地外型见图12.3所 示.OYujCfmUCwDDS-11A型电导率仪地使/龙丘阳 2w3图12.3电导率仪外形图K 3 咼周、低周开关；K2校正、测量开关 心一量程开关；K电源开关；Rw3校正调节器；Rw2 电极常数调节器;Rw1电容补偿调节器；CK

11、X 2输出插口；K x 电极插口；XE 氖泡用程序为：1 ）未开电源开关前，观察表针是否指零，可调整表头上地螺丝，使表针指零2）将校正、测量开关 K2扳在校正”位置3）插上电源线，打开电源开关，并预热数分钟 待指针完全稳定下来为止），调节调整”器使电表满度指示.eUts8ZQVRd4）当使用300 I丄二以下量程时，选用“低周” 这时将K3扳向“低周”即可，当使用300亠J至105上_，范围地量程时，则将K3扳向“高周” .sQsAEJkW5T5 ）将量程选择开关 K1扳向所需要地测量范围，如预先不知被测液电导率地大小 应先把其扳在最大电导率测量档，然后逐档下降,以防表针打弯.GMslasNXkA6）将电导池插头插入插口内，旋紧插口上地禁固螺丝.被测液地电导率低于10 I ，使用DJS-1型光亮电导池.当被测液电导率在 10104 亠 范围，则使用DJS-1型铂黑电导池.TIrRGchYzg7