物理化学实验报告-乙酸乙酯皂化反应动力学

-乙酸乙酯皂化反响动力学一、实验目的1〕了解二级反响的特点。2）用电导法测定乙酸乙酯皂化反响的速率常数。3）由不同温度下的速率常数求反响的活化能。二、实验原理乙酸乙酯在碱性水溶液中的消解反响即皂化反响，其反响式为：+→+反响式是二级反响，反响速率与及的浓度成正比。用分别表示乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度，表示在时间间隔内反响了的乙酸乙酯或氢氧化钠的浓度。反响速率为：为反响速率常数，当 时，上式为：反响开场时 ，反响物的浓度为，积分上式得：在一定温度下，由实验测得不同时的值，由上式可计算出 值。改变实验温度，求得不同温度下的 值，根据Arrhenius方程的不定积分式有：以 对作图，得一条直线，从直线斜率可求得

。假设求得热力学温度 时的反响速率常数

,也可由Arrhenius方程-的定积分式变化为下式求得值：本实验通过测量溶液的电导率代替测量生成物浓度〔或反响物浓度〕。乙酸乙酯、乙醇是非电解质。在稀溶液中，非电解质电导率与浓度成正比，溶液的电导率是各离子电导之和。反响前后 离子浓度不变，整个反响过程电导率的变化取决于与 浓度的变化，溶液中 的导电能力约为 的五倍，随着反响的进展， 浓度降低， 的尝试升高，溶液导电能力明显下降。一定温度下，在稀溶液中反响， 为溶液在 时的电导率，分别是与、电导率有关的比例常数，于是：， ;，

;，

;由此得即即-而 即上式变形为：以对 作图为一直线，斜率为 ，由此可求出 。三、仪器和试剂恒温槽、电导率仪、电导电极、叉形电导池、秒表、碱式滴定管、10ml、25m移液管、100mL，50ml容量瓶、〕乙酸乙酯〔A.R.〕、氢氧化钠溶液〔0.04mol·四、实验步骤1.准备溶液：1〕翻开恒温槽，设置温度为25℃。将叉形电导池洗净、烘干。同时清洗两个100ml、一个50ml的容量瓶；2〕在100ml容量瓶中参加小许水，然后使用分析天平称量参加乙酸乙酯0,1771g，定容待用。3〕经过计算，定容后的乙酸乙酯的浓度为0.02010mol·L-1，配置同浓度的NaOH所需0.04000mol·L-1的NaOH体积为50.25ml，用碱式滴定管量取48.69ml溶液于100ml容量瓶中，定容待用。4〕用25ml移液管移取25mlNaOH溶液于50ml容量瓶中，定容待用。-2.k测量：01〕取一局部稀释的NaOH于干净枯燥的叉形管直管中，将用稀释的NaOH润洗后的电导电极放入叉形管直管中，在恒温槽中恒温10min，读取此时电导率。保存叉形管中溶液，用于35℃测量k。03.k的测量：t1〕用移液管取乙酸乙酯和同浓度的NaOH各10ml分别参加到叉形管的直管和侧管中，将电导电极插入直管中，恒温10min。2〕将两种溶液混合，同时开启秒表计时，3min后读取溶液的电导率，以后每3min中读取一次，测量持续30min。4.测量35℃的电导率：1〕将恒温槽温度设置为35℃。2〕将保存的稀释的NaOH放在恒温槽中恒温10min测量k。03〕重复上述测量k的方法测量35℃下的k。t t4)清洗玻璃仪器，电导电极用去离子水清洗，浸入去离子水中保存。五、实验数据记录与处理实验中记录实验数据如下：称取乙酸乙酯的质量是m=0.1771g，乙 酸 乙 酯

的

浓

度

为配制同配置同浓度的NaOH所需0.04000mol·L-1的NaOH体积为：实验记录电导率数值如下：温度25℃35℃K/µs177816950参数电导率/µs 电导率/µs时间/s-3162252.00141892.336145953.17125773.009136446.00114960.6712128540.08107351.8315122337.00101745.2018116733.9497639.9421112131.2994035.9524108428.9291232.6327104927.0088829.8930101925.3086927.53分别做25℃、35℃下以对t作图得到如下列图像：从图像上可以看出来与t呈现反相关，符合的根本趋势，故接下来做25℃、35℃下以对 的图像，并进展直线拟合，图像如下：25℃ - 图像35℃下 - 图像可见、 呈现线性关系。并且：。故可以求得-Arrhenius方程的定积分式得:/mol六、数据误差分析常温下乙酸乙酯皂化反响的活化能与实际测算得相差较大。经分析可能由以下几个因素造成：1）反响液在恒温时没有用橡胶塞子盖好，虽然溶液很稀，但是还是有局部乙酸乙酯挥发。2）在恒温的过程中，由于恒温箱在搅拌，可能有水溅入到叉形电导池中。3〕混合过程慢，混合不均匀影响反响速率导致误差；4〕NaOH溶液浓度并不是准确等于0.04000mol·L-1，配制溶液的浓度并不是完全相等而导致反响速率常数计算公式变化，但仍按原公式计算而产生误差。5〕由于前几分钟溶液刚刚混合，溶液并未混合均匀，所测电导率存在偏差。七、思考题1〕在本实验中，使用DDSJ-308型电导率议测量溶液的电导率，可以不进展电极常数的校正，为什么？答：因为本实验中，计算值和值时所需的数据都是等时间间距下测量的电导率值的拟合直线斜率，它只与等时间间距下电导率的差值有关。不进展常数校正，在等时间间距下测量到的电导率数据都有着一样的系统误差，而不会改变不同时间下电导率数据的差值。所以本实验无需进展电极常数的校正。3）为什么溶液浓度要足够小？答：〔1〕溶液浓度越高，反响越快，则数据的测量不易把握，会影响测量数据的准确度；〔2〕乙酸乙酯是易挥发物质，浓度高会加快挥发，使实验测量的数据不准确。〔3〕浓度大时反响可能变得复杂，不能这