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ExperimentalChemistryCenterofJishouUniversity試驗八十二

電導法測定乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)

主講教師：楊朝霞單位：吉首大學化學化工學院第1頁

化學動力學是研究化學反應過程速率和反應機理物理化學分支學科。經典研究伎倆是從化學動力學原始試驗數(shù)據(jù)—濃度與時間關系出發(fā)，經過分析取得一些反應動力學參數(shù)－反應速率常數(shù)、活化能、指前因子等。本試驗經過測定乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)及反應活化能，從而掌握化學動力學研究基本手段。

引言第2頁試驗七十電導法測定乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)

預習提問1、簡述電導法測定乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)試驗原理。2、書上要測是溶液電導值，而我們測定是溶液電導率值，對結果有沒有影響？3、試驗中，初始濃度過大或過小，對試驗有何影響？4、可否將NaOH溶液稀釋一倍后測得電導率值作為皂化反應初始電導率？為何？5、怎樣測得乙酸乙酯皂化反應活化能？第3頁（1）了解二級反應特點，學會用圖解法求取二級反應速率常數(shù)。（2）用電導法測定乙酸乙酯反應速率常數(shù)，了解反應活化能測定方法。一、試驗目標第4頁二、試驗原理乙酸乙酯皂化反應：CH3COOC2H5＋NaOH→CH3COONa＋C2H5OHt=0:cc00t=t:c-xc-xxxt→∞:→0→0→c→c反應速率方程為積分得：只要測出反應進程中t時x值，再將c代入上式，就能夠算出反應速率常數(shù)k值。第5頁二、試驗原理要測定不一樣溫度時反應物濃度隨時間改變，能夠測定反應系統(tǒng)與反應物或者生成物濃度有較簡單關系(線性、正比、反比等)一些物理性質隨時間改變。最慣用有電導、電動勢、旋光度、吸光度、折光率、蒸氣壓或體積等。設定反應在稀水溶液中進行，能夠假定CH3COONa全部電離。溶液中參加導電離子有Na＋、OH－和CH3COO－等，Na＋在反應前后濃度不變，OH－遷移率比CH3COO－遷移率大得多。用電導儀測定溶液電導率值κ隨時間改變關系，能夠監(jiān)測反應進程，進而求算反應速率常數(shù)。第6頁二、試驗原理設定κ0為初始電導率值，κt為t時刻溶液電導率值，κ∞為反應完全溶液電導率值t=0時κ0=β1ct→∞時κ∞=β2c

t=t時：κt=β1(c-x)+β2x

將x及c與電導率關系式代入速率方程積分式

可得：只要測定了κ0、κ∞以及一組對應于t時κt值，以對t作圖，可得一直線，由直線斜率即可求得反應速率常數(shù)k值，k單位為min-1·mol-1·L。第7頁二、試驗原理依據(jù)阿侖尼烏斯(Arrhenius)公式k1，k2分別為溫度T1，T2時測得反應速率常數(shù)，R是摩爾氣體常數(shù)，Ea為反應活化能。假如測定兩個不一樣溫度下反應速度常數(shù)，就得從式中求算出反應活化能。

第8頁三、試驗儀器與試劑恒溫槽1臺數(shù)字式電導儀1臺雙管電導池1個停表1支移液管(10mL)3個容量瓶(100mL)1個NaOH（分析純）CH3COONa（分析純）CH3COOC2H5（分析純）第9頁四、試驗步驟1、啟用恒溫槽，調整至試驗所需溫度2、分別配制0.0200mol·L-1NaOH0.0100mol·L-1CH3COONa和0.0200mol·L-1CH3COOCOOC2H5各50ml。3、調整電導率儀4、溶液起始電導率κ0測定將雙管電導池洗凈烘于，加入適量0.0100mo1·L-1NaOH溶液(預計能浸沒鉑黑片并超出1cm)。將鉑黑電極取出，用相同濃度Na0H溶液淋洗電極，然后插入電導池中。將整個系統(tǒng)置于恒溫水浴中，恒溫約10min。測量該溶液電導值，每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，讀取三次。5、κ∞測量試驗測定中,不可能等到t→∞，通常以0.0100mol·L-1CH3COONa溶液電導值κ∞，測量方法與κ0測量相同。第10頁四、試驗步驟6、κt測量用移液管吸收10mL0.0200mol·L-1NaOH注入雙電導池A管中；用另一支移液管吸收10mL0.0200mol·L-1CH3COOC2H5溶液注入B管中，塞上橡皮塞，恒溫10min。用洗耳球經過B管上口將CH3COOC2H5溶液壓入A管(注意，不要用力過猛)，與NaOH溶液混合。當溶液壓入二分之一時，開始統(tǒng)計反應時間。重復壓幾次，使溶液混合均勻，并馬上開始測量其電導值。每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，直至電導數(shù)值改變不大時(普通反應時間為45min至1h)，可停頓測量。7、反應活化能測定按上述操作步驟測定另一溫度下反應速率常數(shù)，用阿侖尼烏斯公式，計算反應活化能。第11頁五、注意事項1、本試驗需用電導水，并防止接觸空氣及灰塵雜質落入。2、配好NaOH溶液要預防空氣中CO2氣體進入。3、乙酸乙酯溶液和NaOH溶液濃度必須相同。4、乙酸乙酯溶液需暫時配制，配制時動作要快速，以降低揮發(fā)損失。5、小心使用全部玻璃皿和電極，預防損壞。6、試驗溫度要控制準確。第12頁六、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理1、自行設計表格統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)。統(tǒng)計室溫與大氣壓2、依據(jù)試驗測定結果，分別以（κ0-κt）/(κt-κ

)對t作圖，并從直線斜率計算不一樣溫度下反應速率常數(shù)k1，k2。3、依據(jù)公式計算反應活化能E。第13頁七、思索題1、為何本試驗要在恒溫條件下進行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前還要預先恒溫？2、反應分子數(shù)和