电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

1、电导法测走乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的1、了解二级反应的特点，学会用图解计算法求 取二级反应的速率常数；2、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速 率常数，了解反应活化能的测定方法。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011-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 反应物的浓度有关。若反应物CU3C00C2II5和NaOII的初始浓度相 同(均设为c),设庾应时间为t时，反应所产生的C1

2、I3COO-和 C2H5O1I的浓度为x,若逆反应可忽略，则反映物和产物的浓度时 间的关系为：上述二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c- X)(C-X)(1) 积分得：kt=x/c (c-x)(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CII3COOH等,Na+在反应前后浓度不变,0H-的迁移率 比的大得多。随着反应时间的增加，011-不断减少，而CI13COO-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

3、与CII3C00Na的浓度x的增加量成正比，即： t=t 时，x二 B (GO-Gt)(3) t二8时，c二B (GO-G00)(4) 式中GO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，B是比例系数。将(3)、(4)代入(2)得： kt=B (GO-Gt)/cP (GO-Goo) -(GO-Gt)二(GO-Gt)/c (Gt-Gs)(5) 或写成(GO-Gt)/(Gt-G)二ckt (6)从(6)式可知，只要测出GO、G和一组Gt值， 由(G0G-)对t作图，应得一直线，从其斜率即可求得速率常数k 值。三、实验仪器与试剂数字电导仪停表恒温水浴移液管(10mL) 双管电导池钳

4、黑电极1支洗耳球1个NaOII(O、0200、0、 0400mol/L)CH3C00Na(0、 0200mol/L)CH3COOC2II5 (0、0400mol/L)四、实验步骤1、开启恒温水浴电源，将温度调至所需值 25CO开启电导率仪的热源预热。本实验用试管作电导池。2、配 制溶液分别配制 0、0200mol/LNa0H. 0、0400mol/LNa0H. 0、 0200mol/LCH3C00Na. 0、 0400mol/L CH3COOC21I5 各 50mL。 3、 GO 的测定(1)洗净烧杯并烘干，倒入适量0、0200mol/LNa0II溶液(以能浸没铀黑电极并高出1cm为宜)。(2

5、)用电导水洗涤铀黑 电极，再用0、0200mol/LNa01I溶液淋洗，然后置入烧杯。(3) 将安好的烧杯置于已恒温的水浴中恒温lOmino (4)测量溶液的 电导（率）值，每隔2min测量一次，共3次，取其平均值。4、 的测定实验测定过程不可能进行到t二且反应也并不完全可逆, 故通常以0、0200 mol/L的CH3C00Na溶液的电导（率）值作为 G,测量方法与G0的测量方法相同。但必须注意，每次更换测 量溶液时，须用电导水淋洗电极和试管，再用被测溶液淋洗3 次。5、Gt的测定（1）电导池和电极的处理方法与上述相同，装 后置烧杯中。（2）用移液管量准确取10 mL 0、0400 mol/L

6、NaOll溶液放入 洗净并干燥的烧杯，用另一支移液管吸取10 mL 0、0400 mol/L CH3C00C21I5溶液注入烧杯中，均置于恒温水浴中恒温10分钟。（3）将CII3C00C2II5溶液快速倒入烧杯中，溶液倒入一半时，开 始记时，并继续倒完，使溶液混合均匀，并立即测量溶液的电导（率）值。注意不要使溶液逸出。（4）每隔2 min测量一次，测 15次，再每隔5分钟测一次，测4次，直至电导（率）值基本不变 为止，共19个数据。除记录第一个数据的外，其它各数据在测量 时，应该尽量保持在整数分钟时测定，以便于进行数据处理。整 个反应约需时45 min1 h。（5）反应结束后，倒掉反应液，洗净

7、烧杯和电导电极。五、实验数据记录及处理1、数据记录及计算表1 G0和G 的测定项目123平均值G0103 （ us/cm） 2、752、752、452、65G103 ( n s/cm) 0、970、940、950、95 表 2 Gt 的测定次数时间(t/min) Gt/( y s/cm ) (GO-Gt)/ (Gt-Goo) 123、 04-0、 1866242、 88-0、 1192362、 75-0、 0556482、640、 00595102. 540、 06926122、450、 13337142、380、 18888162、310、 25009182、250、 307710202、

8、200、 360011222、150、 416712242、100、 478313262、060、 531514282、020、 588815301. 990、 634616351、920、 752617401. 850、888918451、801、00001950k 751、12502、数据处理经线性拟合，得反应速率常数k为0、 02733 min-lmol-lLo六、思考题1为何本实验要在恒温条件下 进行，而且CII3COOC2II5和NaOII溶液在混合前要预先恒温？答： 温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进 行。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反应 为二级反应？答：选择不同的乙酸乙酯浓度和氢氧化钠浓度，测 定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。3.乙酸乙酯 皂化反应为吸热反应，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