乙酸乙酯皂化反应速率常数测定.doc

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1、实验二电导法测定乙酸乙酯皂化反应的应速率常数1实验目的（1）测定皂化反应中电导的变化，计算反应速率常数。（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）熟悉电导率仪的使用。2实验原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:t=0ab00t=ta-xb-xxx反应速率方程为：(2-1)式中：a，b分别为两反应物的初始浓度；x表示经过时间t后消耗的反应物浓度；k表示反应速率常数。为了数据处理方便，设计实验使两种反应物的起始浓度相同，即a=b，此时(2-1)式可以写成：(2-2)积分得：(2-3)由(2-3)式可知，只要测

2、得t时刻某一组分的浓度就可求得反应速率常数。测定该反应体系组分浓度的方法很多，本实验使用电导率仪测量皂化反应进程中体系电导随时间的变化，在整个反应系统中可近似认为乙酸乙酯和乙醇是不导电的，反应过程中溶液电导率的变化完全是由于反应物OH-不断被产物CH3COO-所取代而引起的。而OH-的电导率比CH3COO-大得多，所以，随着反应的进行，OH-的浓度不断减小，溶液电导率不断降低。另外，在稀溶液中，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，而且溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。基于上述两点假设，再考虑到反应开始时溶液电导率κ0完全

3、取决于NaOH浓度，反映结束后的溶液电导率κ∞完全取决于CH3COONa浓度。对于稀溶液，令κ0、κt和κ∞分别表示反应起始时，反应开始后t时刻和反应终了时溶液的电导率。显然，κ0是浓度为a的NaOH溶液的电导率，κ∞是浓度为a的CH3COONa溶液的电导率，κt是浓度为(a-x)的NaOH与浓度为x的CH3COONa溶液的电导率之和。由此可得到下列关系式：(2-4)由(2-4)式可得：(2-5)将(2-5)式代入(2-3)式，得：(2-6)或：(2-7)由(2-6)(2-7)式可以看出，以对t作图，或以κt对作图均可得一条直线，由直

4、线斜率可求得速率常数，后者无需测得κ∞值。若在不同温度下测得反应速率常数，根据Arrhenius公式：(2-8)或：(2-9)可求得反应的活化能E。3仪器和试剂（1）仪器SPY-Ⅲ数字恒温水浴1套，SLDSD-Ⅰ型数显电导率仪1套，秒表，人字形反应试管2个，移液管(20mL)4支，容量瓶(250mL)一个，小烧杯(250mL)一个。（2）药品NaOH(分析纯)，乙酸乙酯(分析纯)，CH3COONa(分析纯)。4实验步骤（1）温度设置及溶液配制i.调节恒温槽温度为(25±0.05)℃。ii.配制0.02mol/LCH3COONa溶液，0

5、.02mol/LNaOH溶液，0.02mol/LCH3COONa溶液各100mL。（2）κ0测定i.按电导率仪说明书校正仪器，皂化反应器如右图所示。ii.取适量0.02mol/LNaOH溶液放入干净的大试管中，加入等体积的水稀释，将电极插入试管，置于恒温水浴槽中，恒温10min左右测定其电导率，直至稳定不变为止，即为25℃时的κ0。（3）κt测定取20mL0.02mol/L乙酸乙酯溶液和20mL0.02mol/LNaOH溶液分别注入人字形反应管的直管和支管。将电极插入直管，置于恒温槽恒温约10min，然后反复挤压和松开洗耳球使双管中两

6、种溶液混合，混合结束后，混合结束后，保证直管中的溶液完全浸没电导电极的铂片。同时打开秒表计时，作为反应起始时间。由计时开始每隔2min记录一次电导率值，直至数据基本不变，约40min。（4）κ∞的测定取20mL0.01mol/LCH3COONa溶液注入大试管。插入电极，置于恒温槽恒温约10min左右测定其电导率，直至稳定不变为止，即为25℃时的κ∞。（5）测另一温度下的数据调节恒温槽温度为(35.00±0.01)℃，重复上述步骤测κ0、κt和κ∞。5实验数据记录及处理（1）将实验数据记录于下表5-1室温：23.4℃大气压：100.35

7、kPaκ0(25℃)：2.551ms/cmκ∞(25℃)：1.013ms/cm；κ0(35℃)：2.921ms/cmκ∞(35℃)：1.248ms/cm。表5-1不同温度下的实验数据记录25℃35℃t(min)κt(ms/cm)(κ0-κt)/t(ms/cm·min)t(min)κt(ms/cm)(κ0-κt)/t(ms/cm·min)22.4350.0680022.6590.131042.2910.0650042.4520.117362.1640.0645062.2950.104382.0640.0608882.1620.09488

8、101.9750.05760102.0620.08590121.9050.05383-121.9820.07825141.8430.05057-141.9220.07136161.7890.04763161.8660.0