乙酸乙酯皂化反应速率系数测定

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1、实验22乙酸乙酯皂化反应速率系数测定一、实验目的 1.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能。2.了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。3.了解电导率仪的构造，掌握其使用方法。二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0时，00t=t时，-x-xxxt=∞时，00x→x→-x当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得（1）本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设k0

2、、kt、k∞分别代表时间为0、t、∞时的（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有：式中A1和A2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数。由上三式可得：（2）将(2)式代入(1)式得：整理上式得：（3）以t对〔t—∞)t作图可得一直线，直线斜率为—kc0，由此可求得反应速率系数k0。当把电导牢仪的输出与记录仪连接时，就可自动记录电导率随时间的变化。由于记录曲线的峰高与电导串成线性关系，因此用峰高代替电导率，(3)式仍然成立。溶液的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比，因此以电导代替电导率，(3)式也成立。本实验既可采用电导率仪，也可采用电导仪。反应速率系数k与温度T的关

3、系一般符合阿累尼鸟斯公式：（4）式中Ea为反应的表观活化能。(4)式也可以写成定积分形式，即：(5)测定不同温度下的k值，就可以求出Ea。三、仪器与药品：DDS-11A型电导率仪1台、记录仪l台、恒温槽1套、混合反应器2个、电导管2个、20ml移液管2支、0.2m1刻度移液管1支、洗耳球1个、100ml容量瓶1个。O．02mol.dm-3NaoH标准溶液、0.01mol.dm-3NaAc标准溶液、分析纯的乙酸乙酯。四、实验步骤：1．乙酸乙酯溶液的配制配制100ml乙酸乙酯溶液，使其浓度与氢氧化钠标准溶液浓度相同。乙酸乙酯的密度ρ以下式计算：ρ／(kg.m-3)=924．54—

4、1.168×(t／℃)-1.95×10—3×(t／℃)2式中t为乙酸乙酯的温度。配制方法如下：在100ml容量瓶中装2／3体积的水，用0.2m1刻度移液管吸取所需乙酸乙酯的体积，滴入容量瓶中，加水至刻度，混合均匀待用。2．仪器准备将电导率仪的记录输出与记录仪相连。为了选择好电导率仪的量程和记录笔的合适位置，可先将稀释一倍的NaOH溶液20m1置于电导管中，插入电极，调节电导率选择开关和校正调节器，使记录笔在8mV左右(记录仪要先调零，量程置于10mV)，走纸速度为8mm.min-1。在实验过程中不准再调节旋钮。3．测量将混合反应器置于20℃恒温槽中，混合反应器如图22—1所示

5、。用移液管取20mlNa0H标准溶液置于1池中，再取20m1乙酸乙酯溶液置于2池中，将电导电极插入2池，恒温约10分钟。待记录笔正好走在记录纸的某一横线处时，迅速用洗耳球使1、2池中的溶液混合均匀。约20分钟即可停止实验。测定相同条件下NaAc标准溶液的电导率ĸ∞。4．重复以上步骤，测定25℃、30℃时反应的电导率变化。五、关键操作及注意事项1．温度的变化会严重影响反应速率，因此一定要保证恒温。2．不要敞口放置NaOH溶液，以防吸收空气中CO2，使其浓度变化。3．混合过程既要快速进行又要小心谨慎。不要把溶掖挤出混合器。六、数据处理1．根据走纸速度由纵坐标确定反应时间，横坐标可

6、取任意标度来代表电导率的变化。采集10-15组数据，列成表格。2.以ĸt对(ĸt—ĸ∞)t作图，由直线斜率求出相应温度下的反应速率系数k。3．以lnk/[k]对1／T作图．由直线斜率求出活化能Ea。4．以FX—702P计算器进行数据处理，并与上述结果进行比较。计算程序见参考资料部分。七、思考与讨论1．配制乙酸乙酯溶液时，为什么在容量瓶中要先加入部分蒸馏水?2.为什么乙酸乙酯和NaOH溶液浓度必须足够稀?请推导出公式ĸ0=A1c0中A1的表达式，从而说明其为常数的条件。3.若配制乙酸乙酯溶液时用的不是去离子水，电导管和混合器未洗干净，对实验结果有什么影响?4.混合反应器的设计思

7、想是什么?请提出其它的混合方法。