电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数PPT学习教案

1、会计学1电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数n的使用。第1页/共21页乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应：CH3COOC2H5 + Na+ OH- CH3COO- +Na+ C2H5OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。某一时刻的OH-离子浓度，可以用标准酸进行滴定求得，也可以通过测量溶液的某些物理性质而求出。以电导仪测定溶液的电导值 G 随时间的变化关系，可以监测反应的进程，进而可求算反应的速率常数。实验原理实验原理第2页/共21页 二级反应的速率与反应物的浓度有关。为了处理方便起见，在设计实验时将反应物 CH3COOC2H5

2、和 NaOH 采用相同的浓度 c 作为起始浓度。当反应时间为 t 时，反应所生成的CH3COO- 和C2H5OH的浓度为 x ，那么CH3COOC2H5 和 NaOH的浓度则为 (c-x) 。设逆反应可以忽略，则应有实验原理实验原理第3页/共21页cctxxxcxcttcct 0 0 0 0 0OHHCCOONaCHNaOHHCOOCCH 523523时时时实验原理实验原理第4页/共21页二级反应的速率方程可表示为)(xcxckdtdx)(xccxkt积分得故只要测出反应进程中 t 时的 x 值，再将 c 代入，就可以算出反应速率常数 k 值。(1)(1)(2)(2)实验原理实验原理第5页/共

3、21页 由于反应是在稀的水溶液中进行的，故可假定CH3COONa全部电离。溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH3COO-等，而Na+在反应前后浓度不变， OH-的迁移率比CH3COO-的迁移率大得多。随着反应时间的增加， OH-不断减少，而CH3COO-不断增加，所以体系电导值不断下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量和CH3COONa的浓度 x 的增加量成正比，即实验原理实验原理第6页/共21页 式中G0和Gt 分别为起始和 t 时的电导值， 为反应终了时的 电导值， 为比例常数。将（3）、（4）式代入式（2）得：G)()()()(0000GGcGGGGGGcGGkttttt)

4、()(00GGctGGxttt时，时，（3 3）（4 4）实验原理实验原理第7页/共21页 从直线方程式（5）可知，只要测定出G0、 以及一组Gt 值后，利用 对 t 作图，应得一直线，由斜率即可求得反应速率常数 k 值，k 的单位为min-1mol -1 dm3。 G)/()(0GGGGtt整理成cktGGGGtt0（5）实验原理实验原理第8页/共21页仪器和试剂仪器和试剂第9页/共21页恒温槽恒温槽叉形电导池叉形电导池第10页/共21页电导率仪电导率仪第11页/共21页第12页/共21页2、 G0、G 的测定的测定用电导率测定上述已恒温的溶液的电导值G0。实验测定中，不可能等到t，且反应也

5、并不完全不可逆，所以通常以0.0100 mol/L的CH3COONa溶液的电导值作为G，测量方法同G0。必须注意，每次更换电导池中的溶液时，都要先用电导水淋洗电极和电导池，接着再用被测溶液淋洗2到3次。 第13页/共21页 在另一支叉形电导池直支管中加入0.0200 mol/L的乙酸乙酯溶液10mL，侧支管中加入0.0200 mol/L的NaOH溶液10mL，并把洗净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并立即测其电导值，每隔2 min测一次，直到电导数值变化不大时（一般45min到60min）。第14页/共21页如果实验时间允许，可按上述操作步骤和计算方法，测如果实验时间允许，可按上述操作步骤和计算方法，测定另一温度下的反应速率常数定另一温度下的反应速率常数 k 值，用阿仑尼乌斯值，用阿仑尼乌斯 （Arrhenius）公式，计算反应活化能。公式，计算反应活化能。211212lnTTTTREkk（6 6）式中式中 k1、k2 分别为温度分别为温度T1、T2 时测得的反应速率常数，时测得的反应速率常数，R R 为气体常数，为气体常数，E E