电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

1、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数电导法测定乙酸乙酯皂化反应 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：CHsCOOCSHj+Na+OH CHsCOO +Na+CjHsOH在反应过程中，各物质的浓度随时间而变。某一 时刻的0H-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。

2、若反应物CH3COOC2H5和NaOH的初始浓度相同 （均设为c），设反应时间为t时，反应所产生的 CH3COO-和C2H5OH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：CH3COOC2HNaOH CH5COONa+ C：H0-0*c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CH3COOH 等，Na+在反应前后浓度不变，OH啲迁

3、移率比 的大得多。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 少量与CH 3COONa的浓度x的增加量成正比， 即：t=t 时，x= 3 (GGt)(3)t= 时寸，c= B (0-G g)(4)式中Go和Gt分别是溶液起始和t时的电导值,G g为反应终了时的电导值，B是比例系数。将、代入得：kt= B (GGt)/c B (GGg)- (G 0-Gt)= (G 0-Gt)/c (Gt-G g)(5)或写成(G0-Gt)/ (Gt-G g) = ckt(6)从(6)式可知，只要测出G。、Gg和一组Gt值，由(

4、GoGg)/(GtGg)对t作图，应得一直线，从其斜率即可求得速率常数k值。二、实验仪器与试剂数字电导仪停表恒温水浴移液管(10 mL)双管电导池铂黑电极1支洗耳球1个NaOH(0.0200、0.0400 mol/L)CH 3COONa(0.0200 mol/L)CH 3COOC 2H5(0.0400 mol/L)四、实验步骤1开启恒温水浴电源，将温度调至所需值 25C。 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/LNaOH、0.0400mol/LNaOH、0.0200mol/LCH 3C00Na、 0.0400mol/L CH 3COOC2H5各

5、 50mL。Go的测定（1）洗净烧杯并烘干，倒入适量0.0200 mol/LNaOH溶液（以能浸没铂黑电极并 高出1cm为宜）。（2）用电导水洗涤铂黑电极，再用0.0200 mol/LNaOH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 10min。（4）测量溶液的电导（率）值，每隔2 min测量一 次，共3次，取其平均值。G-的测定实验测定过程不可能进行到t= s,且反应 也并不完全可逆，故通常以0.0200 mol/L的 CH3COONa溶液的电导（率）值作为G汽 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

6、洗3次。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/LNaOH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/LCH3COOC2H5溶液注入烧杯中，均置于恒温水 浴中恒温10分钟。（3）将CH 3COOC 2H 5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

7、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 min 1 h。（5）反应结束后，倒掉反应液，洗净烧杯和电 导电极。五、实验数据记录及处理1.数据记录及计算表1Go和G的测定项目i23平均值GoXIO3(卩 s/cm2.752.752.452.65G xX 103(卩 s/cm0.970.940.950.95表2 Gt的测定次数时间(t/min )Gt/(卩 s/cm )(G-Gt)/(Gt-G x)123.04-0.1866242.88-0.1192362.75-0.0556482.640.00595102.540.06926122.450.1333714

8、2.380.18888162.310.25009182.250.307710202.200.360011222.150.416712242.100.478313262.060.531514282.020.588815301.990.634616351.920.752617401.850.888918451.801.000019501.751.12502、数据处理01020304050t/min经线性拟合，得反应速率常数k为0.02733min-1 mol-1 L。T&-5二盲6S六、思考题为何本实验要在恒温条件下进行，而且 CH3COOC2H5和NaOH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。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