乙酸乙酯皂化理反應速率常數(shù)的測定

實驗目的Department

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Chemistry掌握測定乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)及反應活化能的物理方法----電導法；了解二級反應的特點，學會用作圖法求二級反應的速率常數(shù)及其活化能；熟悉電導測量方法和電導率儀的使用。實驗原理t=tC0-xC0

-xxxt=∞00C0C0乙酸乙酯皂化反應是個典型的二級反應。設反應物起始濃度均為C0，經(jīng)時間t后產(chǎn)物的濃度為x。t=0

C0

C0

0

0該反應的速率方程為：積分得： -------------（1）Department

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Chemistry本實驗采用電導法測量皂化反應中電導L隨時間t的變化。設L0、Lt、L∞分別代表時間為0、t、∞時溶液的電導。在稀溶液下，乙酸乙醋皂化反應，在不同反應時刻，其電導率與濃度的滿足以下關系：（2）式中：α、β----與溫度、溶劑、電解質(zhì)NaOH及NaAc的性質(zhì)有關的比例常數(shù)；L0、L∞----反應開始和終了時溶液的總電導率；Lt----時間t時溶液的總電導率。Department

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Chemistry采用電導率法的依據(jù)：Department

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Chemistry（1）溶液中參與導電的離子只有OH-、Na+和CH3COO-，隨著反應進行，Na+濃度保持不變，OH-則不斷減少，而CH3COO-不斷增多，由于OH-的摩爾電導比離子的摩爾電導大得多，因此，隨著反應的進行，溶液電導不斷減少。（2）在很稀溶液中，每種強電解質(zhì)的電導率L與濃度成正比，而且溶液的總電導率等于溶液中各電解質(zhì)電導率之和。由（2）式得：（3）將（3）式代入（1）得：作反應速率常數(shù)Ｋ。Department

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Chemistry直線關系圖，從斜率求出根據(jù)阿侖尼烏斯（Ａrrhenius)公式，反應活化能Ｅa可由下式求出：式中：Ｋ1、Ｋ2分別為溫度Ｔ1、Ｔ2時反應的速率常數(shù)。Department

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Chemistry藥品儀器Department

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Chemistry電導率儀；恒溫槽一套；反應管；移液管、大試管、容量瓶等；乙酸乙醋(AR)(0.02mol/L)氫氧化鈉(AR)(0.02mol/L)；等等。恒溫槽一套（實物圖片）控溫儀電動攪拌器接觸溫度計玻璃溫度計加熱器Department

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Chemistry反應管（實物圖片）混合前恒溫Department

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Chemistry混合過程混合后測定實驗步驟開啟恒溫槽

恒溫

調(diào)節(jié)溫度洗滌試管反應器并烘干反應過程的

電導率測定量取被測

溶液于試管反應管測定初始

電導率L0配制乙酸乙醋溶液Department

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Chemistry恒溫槽裝置Department

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Chemistry連接好恒溫槽裝置，打開電動攪拌器、控溫儀的開關，調(diào)節(jié)接觸溫度計的溫度

(以玻璃溫度計為準，30℃或35℃)，加熱至恒溫。注意：加熱器的插頭，應插在控溫儀的插孔上，不得直接插到其它電源插座上。乙酸乙酯溶液的配制乙酸乙醋溶液的濃度應與氫氧化鈉溶液的濃度相同（均為0.02mol/L）；配制100ml0.02mol/L的乙酸乙醋，需乙酸乙醋m=0.17622g（m/M=0.1*0.02，M為乙酸乙醋的分子量88.11g/mol）；即：乙酸乙醋的體積為V=m/ρ；乙酸乙醋密度與溫度關系：式中：密度ρ的單位為g/ml;溫度t的單位為℃。Department

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Chemistry用移液管量取20ml0.02mol/LNaOH溶液和

20ml蒸餾水放于100ml燒杯中，混均后倒入大試管中（蓋上橡皮塞）。在反應管的小管中加入20ml0.02mol/L乙酸乙醋溶液，大管中加入20ml0.02mol/LNaOH溶液（均蓋上橡皮塞）。把它們同時放入恒溫槽中，恒溫15分鐘。Department

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Chemistry溶液在恒溫槽中恒溫15min后，即可以進行測定。Department

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Chemistry電導率儀的量程設置在10ms檔；對溫度進行補償（根據(jù)室溫）；對儀器進行校正，把“校正測量”轉(zhuǎn)換開關置于“校正”處，調(diào)節(jié)

常數(shù)校正旋鈕至示值為電導電極

常數(shù)；把“校正測量”轉(zhuǎn)換開關置于

“測量”處，即可開始測量。Department

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Chemistry用蒸餾水沖洗電導電極，用濾紙吸干電極上的水，把電極插入大試管中(恒溫15min后)，測得的電導率即為初始電導率Ｌ0

。Department

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Chemistry初始電導率Ｌ0的測定電導率Ｌt的測定：Department

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Chemistry用蒸餾水沖洗電導電極，用濾紙吸干電極上的水，電極掛在架上待用。待反應管溶液恒溫15分鐘后，混合，開始計時。插入電極，測量Ｌt的值，從計時開始每5分鐘記錄一次，30分鐘后第10分鐘記錄一次，到60分鐘為止。按照上述方法，測定30℃或35℃時的L0及Lt的數(shù)值。Department

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Chemistry實驗數(shù)據(jù)記錄Department

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Chemistry實驗日期：

；(1)第一次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cm(2)第二次恒溫溫度：℃；L0ms/cm時間(min)電導率Lt=時間(min)電導率Lt數(shù)據(jù)處理1.計算

；作

關系圖；計算直線斜率k，反應速率常數(shù)K；求出皂化反應的Ｅa；文獻值。Department

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Chemistrytryt(min)Lt(L0-Lt)/tDepartmentof

Chemis計算(L0-Lt)/t的結(jié)果：t(min)Lt0

t(2()L第-二L

次)/恒t溫溫度(1)第一次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cm：

℃；L0=ms/cm(L0-Lt)/t1(L0-Lt)/tLt(ms/cm)0ABLt1Lt2(L0-Lt)/t2的關系圖第一次恒溫溫度30

℃Department

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Chemistry(L0-Lt)/t1(L0-Lt)/tLt(ms/cm)0ABLt1Lt2(L0-Lt)/t2的關系圖第二次恒溫溫度35

℃Department

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Chemistry直線斜率k1、k2用下式計算：反應速率常數(shù)Ｋ1、Ｋ2用下式計算：Department

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Chemistry皂化反應活化能Ea用阿侖尼烏斯（Ａrrhenius)公式計算：Department

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Chemistry乙酸乙酯皂化反應的活化能:

Ea=27.3KJ/molDepartment

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Chemistry實驗結(jié)果與討論Department

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Chemistry⑴結(jié)果：實測值為Ｅa=⑵計算實驗偏差：⑶分析產(chǎn)生偏差的原因：⑷有何建議與想法？注意事項：Department

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Chemistry電導率儀要進行溫度補償及常數(shù)校正；反應液在恒溫時都要用橡膠塞子蓋好；混合過程既要快速，又要小心謹慎，不要把溶液擠出反應管；嚴格控制恒溫的溫度，因為反應過程溫度對反應速率常數(shù)影響很大；嚴格配制溶液的濃度，保證氫氧化鈉與乙酸乙酯的濃度相等，否則反應速率常數(shù)計算公式將發(fā)生變化。思考題Department

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Chemistry為什么本實驗要在恒溫下進行？而且氫氧化鈉與乙酸乙酯溶液混合前要預先