实验22乙酸乙酯皂化反应速率系数测定

1、实验22乙酸乙酯皂化反应速率系数测定一、实验目的1用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能。2了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数3了解电导率仪的构造，掌握其使用方法。二、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+NaOH>CH sCOONa+CzHsOHt=0 时,C0CO0t=t 时,c0-xCO -Xt=x时，o oX f CO -X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k(Co - x)dt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(1)1 X k =t co(co _ x

2、)本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设kO、kt、kx分别代表时间为0、t、时的（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有：o = AiCo:-A2co't = A© -x） A2x式中A1和A2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数由上三式可得:O 八tXCO将(2)式代入(1)式得:整理上式得:kt - -kcot(，.t - .：-)亠.,.o以瓷t对瓷t 苣8)t作图可得一直线，直线斜率为一kco,由此可求得反应 速率系数k。当把电导牢仪的输出与记录仪连接时，就可自动记录电导率随时间的变化。由于记录曲线的峰高与电导串成线性关系，因此用峰高代替电

3、导率，(3)式仍然成立。溶液的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比，因此以电导代替电导率， (3)式也成立。本实验既可采用电导率仪，也可采用电导仪。反应速率系数k与温度T的关系一般符合阿累尼鸟斯公式：(4)kEaIn 二BkRT式中Ea为反应的表观活化能。(4)式也可以写成定积分形式，即:k2Ea T 2 _、In()kiR T1T2测定不同温度下的k值，就可以求出Ea三、仪器与药品：DDS-11A型电导率仪1台、记录仪I台、恒温槽1套、混合反应器2个、电 导管2个、20ml移液管2支、0.2m1刻度移液管1支、洗耳球1个、100ml容量 瓶1个。O. 02mol.dm-3NaoH标准溶液、

4、-3NaAc标准溶液、分析纯的乙酸乙 酯。四、实验步骤：1 .乙酸乙酯溶液的配制配制100ml乙酸乙酯溶液，使其浓度与氢氧化钠标准溶液浓度相同。 乙酸乙 酯的密度p以下式计算：332p / (kg.m- )=924 . 54 1. 168X(/C )-1.95 X 10 X(t/C)式中 t 为乙 酸乙酯的温度。配制方法如下：在100ml容量瓶中装2/3体积的水，用0.2m1刻度移液管 吸取所需乙酸乙酯的体积，滴入容量瓶中，加水至刻度，混合均匀待用。2 .仪器准备将电导率仪的记录输出与记录仪相连。 为了选择好电导率仪的量程和记录笔 的合适位置，可先将稀释一倍的NaOHS液20m1置于电导管中，

5、插入电极，调节电导率选择开关和校正调节器，使记录笔在 8mV左右(记录仪要先调零，量程置 于10mV，走纸速度为8mm.mirn1。在实验过程中不准再调节旋钮。3 .测量将混合反应器置于20C恒温槽中，混合 反应器如图22 1所示。用移液管取20mlNa0H 标准溶液置于1池中，再取20m1乙酸乙酯溶 液置于2池中，将电导电极插入2池，恒温约 10分钟。待记录笔正好走在记录纸的某一横 线处时，迅速用洗耳球使1、2池中的溶液混 合均匀。约20分钟即可停止实验。测定相同条件下NaAc标准溶液的电导率?x。图 22-14.重复以上步骤，测定25C、30C时反 应的电导率变化。五、关键操作及注意事项1

6、 .温度的变化会严重影响反应速率，因此一定要保证恒温。2 .不要敞口放置NaOH溶液，以防吸收空气中CO,使其浓度变化。3 .混合过程既要快速进行又要小心谨慎。不要把溶掖挤出混合器。六、数据处理1.根据走纸速度由纵坐标确定反应时间， 横坐标可取任意标度来代表电导率的变化。采集10-15组数据，列成表格。2. 以?t对(?t?s)t作图，由直线斜率求出相应温度下的反应速率系数k。3 .以Ink/k对1/T作图.由直线斜率求出活化能 Ea。4 .以FX702P计算器进行数据处理，并与上述结果进行比较。计算程序 见参考资料部分。七、思考与讨论1 .配制乙酸乙酯溶液时，为什么在容量瓶中要先加入部分蒸馏水？2. 为什么乙酸乙酯和NaOH溶液浓度必须足够稀？请推导出公式2=Ac。中A 的表达式，从而说明其为常数的条件。3. 若配制乙酸乙酯溶液时用的不是去离子水，电导管和混合器未洗干净， 对实验结果有什么影响？4混合反应器的设计