電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率

關(guān)于電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率

化學(xué)動(dòng)力學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的速率和反應(yīng)機(jī)理的物理化學(xué)分支學(xué)科。經(jīng)典的研究手段是從化學(xué)動(dòng)力學(xué)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)—濃度與時(shí)間的關(guān)系出發(fā)，經(jīng)過(guò)分析獲得某些反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)－反應(yīng)速率常數(shù)、活化能、指前因子等。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)活化能，從而掌握化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的基本手段。

引言第2頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎ?）了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解法求取二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。（2）用電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯反應(yīng)速率常數(shù)，了解反應(yīng)活化能的測(cè)定方法。第3頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)：

CH3COOC2H5

＋NaOH

→CH3COONa

＋C2H5OH

t=0:cc00t=t:c-xc-xxxt→∞:→0→0→c→c反應(yīng)速率方程為積分得：只要測(cè)出反應(yīng)進(jìn)程中t時(shí)的x值，再將c代入上式，就可以算出反應(yīng)速率常數(shù)k值。要測(cè)定不同溫度時(shí)反應(yīng)物的濃度隨時(shí)間的變化，可以測(cè)定反應(yīng)系統(tǒng)的與反應(yīng)物或者生成物的濃度有較簡(jiǎn)單關(guān)系(線性、正比、反比等)的某些物理性質(zhì)隨時(shí)間的變化。最常用的有電導(dǎo)、電動(dòng)勢(shì)、旋光度、吸光度、折光率、蒸氣壓或體積等。第4頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)定反應(yīng)在稀的水溶液中進(jìn)行的，可以假定CH3COONa全部電離。溶液中參與導(dǎo)電的離子有Na＋、OH－和CH3COO－等，Na＋在反應(yīng)前后濃度不變，OH－的遷移率比CH3COO－的遷移率大得多。用電導(dǎo)儀測(cè)定溶液的電導(dǎo)值G隨時(shí)間的變化關(guān)系，可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)程，進(jìn)而求算反應(yīng)的速率常數(shù)。

第5頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第6頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑1、儀器

恒溫槽（CH1015上海恒平）、數(shù)字式電導(dǎo)儀（DDS-307上海日島）、雙管電導(dǎo)池1個(gè)、停表1只、移液管(10mL)3只、容量瓶(100mL)1只2、試劑

NaOH（分析純）CH3COONa（分析純）CH3COOC2H5（分析純）。第7頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）、啟用恒溫槽，調(diào)節(jié)至實(shí)驗(yàn)所需溫度（2）、配制溶液分別配制0.0200mol·L-1NaOH0.0100mol·L-1CH3COONa和0.0200mol·L-1CH3COOCOOC2H5各50ml。（3）、調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀（4）、溶液起始電導(dǎo)率G0的測(cè)定將雙管電導(dǎo)池洗凈烘于，加入適量0.0100mo1·L－1NaOH溶液(估計(jì)能浸沒(méi)鉑黑電極并超出1cm)。將鉑黑電極取出，用相同濃度的Na0H溶液淋洗電極

，然后插入電導(dǎo)池中。將整個(gè)系統(tǒng)置于恒溫水浴中，恒溫約10min。測(cè)量該溶液的電導(dǎo)值，每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，讀取三次。（5）、G∞的測(cè)量實(shí)驗(yàn)測(cè)定中,不可能等到t→∞，通常以0.0100mol·L-1CH3COONa溶液的電導(dǎo)值G∞，測(cè)量方法與G0的測(cè)量相同。（6）Gt的測(cè)量電導(dǎo)池和電極的處理方法與上述方法相同，安裝后置于恒溫水浴內(nèi)。用移液管吸取10ml0.0200mol·L-1NaOH注入A管中；用另一支移液管吸取10ml0.0200mol·L－1CH3COOC2H5溶液注入B管中，塞上橡皮塞，恒溫10min。用洗耳球通過(guò)B管上口將CH3COOC2H5溶液壓入A管(注意，不要用力過(guò)猛)，與NaOH溶液混合。當(dāng)溶液壓入一半時(shí)，開(kāi)始記錄反應(yīng)時(shí)間。反復(fù)壓幾次，使溶液混合均勻，并立即開(kāi)始測(cè)量其電導(dǎo)值。每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，直至電導(dǎo)數(shù)值變化不大時(shí)(一般反應(yīng)時(shí)間為45min至1h)，可停止測(cè)量。反應(yīng)結(jié)束后，傾去反應(yīng)液，洗盡電導(dǎo)池和電極。重新測(cè)量G∞。如果測(cè)量結(jié)果與前一次的基本相同，則可進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。（7）、反應(yīng)活化能的測(cè)定按上述操作步驟測(cè)定另一溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)，用阿侖尼烏斯公式，計(jì)算反應(yīng)活化能。第8頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)需用電導(dǎo)水，并避免接觸空氣及灰塵雜質(zhì)落入。配好的NaOH溶液要防止空氣中的CO2氣體進(jìn)入。乙酸乙酯溶液和NaOH溶液濃度必須相同。乙酸乙酯溶液需臨時(shí)配制，配制時(shí)動(dòng)作要迅速，以減少揮發(fā)損失。小心使用所有玻璃皿和電極，防止損壞。實(shí)驗(yàn)溫度要控制準(zhǔn)確。第9頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、實(shí)驗(yàn)記錄與數(shù)據(jù)處理自行設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄室溫與大氣壓（1）、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，分別以（G0-Gt）/(Gt-G

)對(duì)t作圖，并從直線斜率計(jì)算不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k1，k2。（2）、根據(jù)公式計(jì)算反應(yīng)的活化能E。第10頁(yè),共12頁(yè)，2024年2月25日，星期天七、思考題(1)、為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件下進(jìn)行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前還要預(yù)先恒溫？(2)、反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級(jí)數(shù)是兩個(gè)完全不同的概念，反應(yīng)級(jí)數(shù)只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。試問(wèn)如何從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證乙酸乙酯皂化反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)？(3)、乙酸乙酯皂化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，試問(wèn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何處置這一影