乙酸乙酯皂化反应动力学研究

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1、实验十乙酸乙酯皂化反应动力学研究一、实验目的与要求：1、掌握化学动力学的某些概念。2、测定乙酸乙酯皂化反应的速度常数。3、熟悉电导率仪的使用方法。二、预习要求：1、了解电导法测定化学反应速度常数的原理。2、了解DDS-型电导率仪的使用方法。三、实验原理：乙酸乙酯皂化反应方程式为：CH3COOC2H5＋Na＋＋OH－══CH3COO－＋Na＋＋C2H5OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变（注：Na＋离子在反应前后浓度不变）。若乙酸乙酯的初始浓度为a，氢氧化钠的初始浓度为b，当时间为t时，各生成物的浓度均为x，此时刻的反应速度为：(10－1)式中，k为反应的

2、速率常数，将上式积分可得：(10－2)若初始浓度a=b，9－(1)式变为，积分得：(10－3)不同时刻各物质的浓度可用化学分析法测出，例如分析反应中的OH－浓度，也可用物理法测量溶液的电导而求得。在本实验中我们采用后一种方法，即用电导法来测定。电导是导体导电能力的量度，金属的导电是依靠自由电子在电场中运动来实现的，而电解质溶液的导电是正、负离子向阳极、阴极迁移的结果，电导L是电阻R的倒数。式中A为导体的截面积，l为导体的长度，Lg称电导率。它的物理意义是：当l=1m，A=1m2时的电导。对一种金属，在一定温度下，Lg是一定的。对电解质溶液的Lg不仅与温度有关，而且与溶液中

3、的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，Lg是各种离子迁移作用的总和，它与溶液中离子的数目，离子所带电荷以及离子迁移率有关。在本实验中，由于反应是在较稀的水溶液中进行的，我们可以假定CH3COONa全部电离，反应前后溶液中离子数目和离子所带电荷不变，但由于CH3COO－的迁移率比OH－的迁移率小，随着反应的进行，OH－不断减少，CH3COO－的浓度不断增加，故体系电导率值会不断下降，在一定范围内，可以认为体系的电导率的减少量和CH3COO－的浓度x增加量成正比，在t=t时(10－4)式中L0为起始时的电导率，Lt为t时的电导率。当t=t¥时反应终了CH3COO－的浓度为

4、a，即：(10－5)式中L¥即反应终了时的电导率，K为比例常数，将（4）、（5）代入（3）式得：或写成：(10－6)或(10－7)从直线方程（6）可知，只要测定了L0、L¥以及一组Lt值后，利用对t作图，应得一直线，直线的斜率就是反应速度和初始浓度a的乘积。k的单位为dm3·mol-1·min-1。反应的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算：(10－8)积分得：(10－9)式中k1、k2分别对应于温度T1、T2的反应速率常数，R为气体常数，Ea为反应的活化能。四、仪器与药品：DDS－型电导率仪1台电导池1只恒温槽1套100mL恒温夹套反应器1个0.5mL移液管1支100mL移

5、液管1支50mL的烧杯1个50mL滴定管1支250mL锥形瓶3个秒表1块吸耳球1只CH3COOC2H5试剂（分析纯）NaOH（分析纯）酚酞指示剂溶液五、实验步骤：1、打开恒温槽使其恒温在25℃±0.2℃。2、打开电导率仪。根据附录“电导率仪的使用”对电导率仪进行0点及满刻度校正。并认真检查所用电导电极的常数，并用旋钮调至所需的位置。3、NaOH溶液的配制：（室温下）用一个小烧杯配制少量的浓NaOH溶液，在1000ml的广口瓶装入约900ml的蒸溜水，将所选用实验仪器的测量电极插入水中，（1）如果选用电导率仪测量，电磁搅拌条件下，逐滴加入浓浓NaOH溶液到L=1300～14

6、00μS/cm（2）如果选用离子分析仪测量，电磁搅拌条件下，逐滴加入浓浓NaOH溶液到PH=12.00左右。4、NaOH溶液的滴定：（室温下）将配制好的NaOH溶液用人工手动滴定管和酚酞指示剂在室温下进行浓度测定，重复三次以上，取平均值。5、L（或PH）的测定：（冬天25.00℃或夏天30.00℃）取100ml配制且滴定好的NaOH溶液置于恒温夹套反应器中，插入洗净且吸干水的测量电极，恒温10分钟，等电导仪上的读数稳定后，每隔1分钟读取一次数据，测定三个平行的数据。6、L（或PH）的测定：（冬天25.00℃或夏天30.00℃）完成L（或PH）的测定后，使用小容量的移液管移

7、取所需用量的乙酸乙酯，穿过大口玻璃套，将乙酸乙酯全部放入溶液中，不要遗留在玻璃套的内壁上，以免浓度不准。放到一半时打开秒表计时，读数平稳变化后，尽快测量第一组数据，以后每隔1分钟读一次数，15分钟后每隔2分钟读一次数，进行到35分钟后结束。7、根据需要进行其他测量8、按步骤5、6和7在第二个温度下进行测量。（冬天30.00℃或夏天35.00℃）六、实验注意事项：1、NaOH溶液和乙酸乙酯混合前应预先恒温。2、清洗铂电极时不可用滤纸擦拭电极上的铂黑。七、数据记录及处理：1、NaOH溶液的滴定数据：滴定实验编号123邻苯二甲酸氢钾