超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响研究

1、超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响研究摘要：研究超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响，能够进一步探究，影响皂化反应的作用机理以及条件。在本次实验前先进行了电导法及PH法的测试，目的是希望采用更精准的方法进行速率常数的测定。经实验表明，电导法更为准确。因此本实验采用通过测定溶液电导率，间接测定反应速率常数的方法。在多种不同功率或频率超声波的条件下，总结实验结果发现，40Hz超声波对乙酸乙酯皂化反应起到减缓作用，而59Hz超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数没有影响。关键字：乙酸乙酯皂化超声波速率常数电导法1刖言皂化反应在生活中应用较为广泛 1-3,所以研究影响皂化反应速率的因素十分必要，可减少

2、不必要的资源浪费。本次实验的研究是超声波对反应的影响，而在很多实验中低频率超声波能够有效促进反应的进行4-5。目前，已有很多关于皂化反应速率的研究，或对超声波的研究，也有微波对皂化反应的研究，但超声波对皂化反应的研究却鲜见。基于此，本人进行了超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数影响的研究。2实验部分2.1仪器与试剂仪器：DDS-11A(T)型电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台；停表1只；恒温水槽一 套；叉形电导池 2只；移液管(25mL,胖肚)1支；烧杯(50mL)1只；容量瓶(100mL)1个；称 量瓶(25mm*23mm)1个；超声波清洗器。试剂：乙酸乙酯(AR);氢氧化钠(0.0200m

3、ol/L)。2.2实验的方法2.2.1电导法：Lt=丄LO Lt L (推理过程省略)a汉kta为两物质混合后的起始浓度，且浓度相同；Lo为反应开始时溶液电导率(忽略乙酸乙酯电导率，实际为氢氧化钠电导率)Lt为混合后任意时刻的电导率t为记录Lt时的时间L为反应终点时溶液的总电导率，该数值与本次实验无关，可不进行计算k为所求速率常数因此，以Lt对3 $作图，如为一直线即为二级反应，由直线的斜率K可求出k,t1利用k=，即可得到k。a K111 12.2.2 PH酸度法：kt =- 即 二kt，(推理过程省略)a x a a xak为所求速率常数，a为起始浓度，x为任意时刻浓度，t为记录x时的时间

4、。a-x=OH-;pOH+pH=1414-PH1 1所以 =10OH a-x114-PH因此，以即10 对t作图，斜率即为所求 k值。a x2.2.3超声波对皂化反应速率的影响将量取好的乙酸乙酯和氢氧化钠，在超声波清洗器中进行相同频率超声波处理5分钟。调节恒温槽温度为 308.15K。配置0.0200mol/L 的乙酸乙酯溶液 100mL。分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/LNaOH溶液，加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀，置于恒温槽中恒温5分钟。用数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率Loo在另一支叉形电导池直支管中加10mL 0.0200mol/L乙酸乙酯

5、，侧支管中加入 10mL0.0200mol/L NaOH,并把清洗擦干的电导电极插入直支管中。在恒温情况下，混合两溶液， 同时开启停表，记录反应时间，并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。当反应进行到6分钟时测电导率一次，并在8分钟、10分钟、12分钟、14分钟、17分钟、20分钟、23分钟、27分钟、31分钟时各测电导率一次，记录电导率Lt及时间t。平行实验做两组，取 k的平均值。3结果与讨论3.1乙酸乙酯皂化反应测定方法的比较求反应速率的方法很多，归纳起来有化学分析法和物理化学分析法两类。在本次试验中采用的是两种物理化学分析法：电导法和PH法。根据不同情况可用不同仪器，这两种方法的优点是

6、实验时间短，速度快，可不中断反应，但是需要一定的仪器设备，并只能得到简洁由表可知，电导法测定的反应速率值更接近文献值，而PH法虽然公式简单，但是与文献值还是有较大差距，所以电导法优于PH法。究其原因，可能是因为反应体系中以CHCOO逐步代替OH,因此，反应体系的电导随 OH减少而逐步下降。而 PH法则未顾及乙酸钠的水 解，导致所测PH值并非只有OH作用。所以电导法优于PH法。3.2超声波对皂化反应速率常数的影响李水清对皂化反应做了关于微波辐射对乙酸乙酯皂化反应影响的实验。在他的实验中，微波的强弱对皂化反应反应速率的影响呈正相关。冯棋琴做了超声波对红花籽油皂化反应影响的实验。在她的实验中，超声波

7、的强弱对皂化反应速率的影响也是呈一定的正相关。但正相关只存在于低频率的超声波条件下。所以在实验开始前，我的预测是：在低频率的超声波条件下，乙酸乙酯皂化反应的速率 常数和超声波频率呈正相关。实验结果如下表T=308.15K 时超声波频率斜率平均值K速率常数k文献值50Hz 70%4.159612.0211.941140Hz 100%4.538211.0150Hz 100%4.156312.034小结由实验表明：1. 电导法优于酸度法。2. 超声波在相同频率不同功率下对乙酸乙酯皂化反应无明显影响。3. 超声波在相同功率下低频率下对乙酸乙酯皂化反应有减缓作用，可能是因为，从反应机理可知，中间体的性质

8、对反应速率的影响很大本实验中反应物在混合之前经低频率超声波辐射，可能使之较难生成稳定的中间产物。参考文献：1 王燕燕，邸进申等，皂化对番茄红素提取的影响研究，食品与发酵工业，Food and FermentationIndustries, 2003 年 03 期2 马空军，潘言亮等，响应面试验优化万寿菊花中叶黄素酯皂化反应工艺，食品科学，Food Science,2015年12期3 姜启兴，南极磷虾壳中虾青素酯的皂化工艺研究，食品工业科技，Science and Technology of FoodIndustry, 2014 年 08 期4 张金梅，超声波促进化学品遇水反应释放气体速率的研究

9、，中国安全生产科学技术Journal ofSafety Science and Technology，2013 年 01 期5 林曼斌，卢敏仪，超声波下酸化碘酸钾和亚硫酸钠反应的反应速率研究，广西科学，GuangxiSciences，2004 年 04 期6 黄卡玛，凌小平等，微波频率下乙酸乙酯皂化反应等效介电系数的实验研究，电子学报，ActaElectronica Sinica，2004 年 05 期7 胡月明，超声波对蛋清蛋白_果糖美拉德反应体系的影响，食品工业科技，Science and Technology ofFood Industry，2013 年 03 期8 李水清，微波辐射对乙

10、酸乙酯皂化反应的影响，化学研究，Chemical Researches，2005 年03期9 冯棋琴，胡爱军，超声波对红花籽油皂化反应的影响，农产品加工，Academic Periodical of FarmProducts Processing ，2014 年 2 月第 2 期清代 红顶商人”胡雪岩说： 做生意顶要紧的是眼光，看得到一省，就能做一省的生意；看得到天下，就能做天下的生意；看得到外国，就能做外国的生意。”可见，一个人的心胸和眼光，决定了他志向的短浅或高远；一个人的希望和梦想，决定了他的人生暗淡或辉煌。人生能有几回搏，有生不搏待何时！所有的机遇和成功，都在充满阳光，充满希望的大道之上！我们走过了黑夜，就迎来了黎明；走过了荆棘，就迎来了花丛；走过了坎坷，就走出了泥 泞；走过了失败，就走向了成功！皎定青山不放松，立根原在破岩中。千磨万一个人只要心存希望，坚强坚韧，坚持不懈，勇往直前地去追寻，去探索，去拼搏，他总有一天会成功。正如郑板桥