乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

1、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定,三峡大学化学与生命科学学院化学系物理化学教研室制,实验目的,1.掌握测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及反应活化能的物理方法-电导法； 2.了解二级反应的特点，学会用作图法求二级反应的速率常数及其活化能； 3.熟悉电导测量方法和电导率仪的使用。,实验原理,乙酸乙酯皂化反应是个典型的二级反应。设反应物起始浓度均为C0，经时间t后产物的浓度为x。,t=0 C0 C0 0 0 t=t C0-x C0 -x x x t= 0 0 C0 C0,该反应的速率方程为：,积分得： -（1）,本实验采用电导法测量皂化反应中电导L随时间t的变化。设L0、Lt、L分别代表时间为0、t、时溶

2、液的电导。在稀溶液下，乙酸乙醋皂化反应，在不同反应时刻，其电导率与浓度的满足以下关系：,（1）溶液中参与导电的离子只有OH-、Na+和CH3COO-，随着反应进行，Na+浓度保持不变，OH-则不断减少，而CH3COO-不断增多，由于OH-的摩尔电导比离子的摩尔电导大得多，因此，随着反应的进行，溶液电导不断减少。 （2）在很稀溶液中，每种强电解质的电导率L与浓度成正比，而且溶液的总电导率等于溶液中各电解质电导率之和。,采用电导率法的依据：,由（2）式得： -（3）,将（3）式代入（1）得：,作直线关系图，从斜率求出反应速率常数。,根据阿仑尼乌斯（rrhenius)公式，反应活化能a可由下式求出：

3、,式中：1、2分别为温度1、2时反应的速率常数。,药品仪器,1. 电导率仪； 2. 恒温槽一套； 3. 反应管； 4. 移液管、大试管、容量瓶等； 5. 乙酸乙醋(AR) (0.02mol/L) 氢氧化钠(AR)(0.02mol/L)； 6. 等等。,电导率仪,恒温槽一套（实物图片）,控温仪,玻璃温度计,接触温度计,电动搅拌器,加热器,反应管（实物图片）,混合前恒温,混合过程,混合后测定,实验步骤,开启恒温槽调节温度,洗涤试管反应器并烘干,恒温,反应过程的电导率测定,量取被测溶液于试管反应管,测定初始电导率L0,配制乙酸乙醋溶液,恒温槽装置,连接好恒温槽装置，打开电动搅拌器、控温仪的开关，调节

4、接触温度计的温度(以玻璃温度计为准，30或35)，加热至恒温。 注意：加热器的插头，应插在控温仪的插孔上，不得直接插到其它电源插座上。,乙酸乙酯溶液的配制,乙酸乙醋溶液的浓度应与氢氧化钠溶液的浓度相同（均为0.02mol/L）； 配制100ml 0.02mol/L的乙酸乙醋，需乙酸乙醋m=0.17622g（m/M=0.1*0.02，M为乙酸乙醋的分子量88.11g/mol）； 即：乙酸乙醋的体积为V=m/； 乙酸乙醋密度与温度关系：,式中：密度的单位为g/ml; 温度t的单位为。,用移液管量取20ml0.02mol/LNaOH溶液和20ml蒸馏水放于100ml烧杯中，混均后倒入大试管中（盖上橡

5、皮塞）。 在反应管的小管中加入20ml0.02mol/L乙酸乙醋溶液，大管中加入20ml0.02mol/L NaOH溶液（均盖上橡皮塞）。 把它们同时放入恒温槽中，恒温15分钟。,溶液在恒温槽中恒温15min后，即可以进行测定。,电导率仪的量程设置在10ms档； 对温度进行补偿（根据室温）； 对仪器进行校正，把“校正测量”转换开关置于“校正”处，调节常数校正旋钮至示值为电导电极常数； 把“校正测量”转换开关置于“测量”处，即可开始测量。,用蒸馏水冲洗电导电极，用滤纸吸干电极上的水，把电极插入大试管中(恒温15 min后)，测得的电导率即为初始电导率0 。,初始电导率0的测定,电导率t的测定：,

6、用蒸馏水冲洗电导电极，用滤纸吸干电极上的水，电极挂在架上待用。 待反应管溶液恒温15分钟后，用吸耳球把小管中的乙酸乙酯压到大管中（压过一半时开始计时）进行完全混合（压吸反复多次）。 插入电极，测量t的值，每分钟记录一次，共记录15次。,按照上述方法，测定30或35时的L0及Lt的数值。,实验数据记录,实验日期： ； (1)第一次恒温温度： ；L0= ms/cm (2)第二次恒温温度： ；L0= ms/cm,数据处理,1.计算 ； 2.作 关系图； 3.计算直线斜率k，反应速率常数K； 4.求出皂化反应的a； 5.文献值。,计算(L0-Lt)/t的结果：,(1)第一次恒温温度： ；L0= ms/

7、cm,(2)第二次恒温温度： ；L0= ms/cm,(L0-Lt)/t1 (L0-Lt)/t2 (L0-Lt)/t,Lt (ms/cm),0,A,B,Lt1,Lt2,的关系图,第一次恒温温度 30 ,(L0-Lt)/t1 (L0-Lt)/t2 (L0-Lt)/t,Lt (ms/cm),0,A,B,Lt1,Lt2,的关系图,第二次恒温温度 35 ,直线斜率k1、k2用下式计算：,反应速率常数1、2用下式计算：,皂化反应活化能Ea用阿仑尼乌斯（rrhenius)公式计算：,文献值：,在25 下，氢氧化钠浓度，乙酸乙酯浓度均为0.02mol/L，其反应速率常数: K=6.4（molL-1）-1min-1 其中反应速率常数与温度的关系式为：,乙酸乙酯皂化反应的活化能: Ea=27.3KJ/mol,实验结果与讨论,结果：实测值为a= 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？,注意事项：,1.电导率仪要进行温度补偿及常数校正； 2.反应液在恒温时都要用橡胶塞子盖好； 3.混合过程既要快速，又要小心谨慎，不要把溶液挤出反应管； 4.严格控制恒温的温度，因为反应过程温度对反应速率常数影响很大； 5.严格配制溶液的浓度，保证氢氧化钠与乙酸乙酯的浓度相等，否则反应速率常数计算公式将发生变化。,思考题,1.为什么本实验要在恒温下进行？而且氢氧化钠与乙酸乙酯溶