张海军实验十报告

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1、乙酸乙酯皂化反应动力学研究张海军中国科大化学系摘要本实验通过测量电导测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，并通过该实验进一步理解化学动力学中对于化学反应速率的研究方法，以及反应级数的一些概念和研究方法。关键词乙酸乙酯皂化反应速率常数电导率仪前言一般来说，化学反应动力学研究有两个方面，化学反应速率以及化学反应机理的研究。而通常我们测量化学反应速率的方法是测量一条物质随时间的变化曲线或与物质浓度有明确关系的物理量随时间的变化曲线。在木实验中，乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应，由于反应是在较稀的水溶液中进行的，在一定范围内，可以认为体系的

2、电导率的减少量和ch3coo~的浓度兀增加量成正比，故而我们测量溶液电导率随时间变化曲线，由式子如占=族&-弘―，得到速率J]nkF常数Ko反应的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算：=积分得dTR「In学二鼻]*2羽，实验中我们测定两个不同温度下的K,在粗略地计算乙k、RT^T2J酸乙酯皂化反应的活化能。实验部分(-)实验原理乙酸乙酯皂化反应方程式为：CH3COOC2H5+Na++OH_=CH3C00"+Na++C2H50H在反应过程中，各物质的浓度随吋间而改变(注：Nf离子在反应前后浓度不变)。若乙酸乙酯的初始浓度为日，氢氧

3、化钠的初始浓度为力，当时间为r时，各生成物的浓度均为此时刻的反应速度为：dx八小八—-=k{a-x)(b-%)(10—1)at式中，斤为反应的速率常数，将上式积分可得：(10-2)1]b(a-%)a-ha(b-x)若初始浓度R9-(1)式变为不十一"，积分得:kt=xa(a-x)(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0H—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。屯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屮运动来实现的，而电解质溶液的导

4、电是正、负离子向阳极、阴极迁移的结果，电导力是电阻斤的倒数。1AL=—=L—R&I(10-4)式中/为导体的截面积，/为导体的长度，人称电导率。它的物理意义是：当/二山,力二In?时的电导。对一种金属，在一定温度下，人是一定的。对电解质溶液的4不仅与温度有关，而且与溶液中的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，厶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屮进行的，我们可以假定CHaCOONa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C

5、HQOCT的迁移率比01厂的迁移率小，随着反应的进行，0H一不断减少，CH3C00'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，在尸广时x=K(Lq-LJ式中厶为起始时的电导率，厶为广时的电导率。当尸九时反应终了cHQocr的浓度为臼，即：式中：即反应终了时的电导率，斤为比例常数，将（4）、（5）代入（3）式得:（厶）一厶）或写成:厶。-&akt(10-6)(10-7)1-1=akL-cik—,I81-1从直线方程（6）可知，只要测定了厶、h以及一

6、组厶值后，利用丁对t作图，应得一直线，直线的斜率就是反应速度和初始浓度臼的乘积。〃的单位为dm3•mol-1•min_lo积分得:反应的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算:(10-8)(10-9)式屮人、厶分别对应于温度1、禺的反应速率常数，斤为气体常数，E为反应的活化能。（二）实验内容2.1仪器与药品DDS—型电导率仪1台恒温槽1套85-2型很稳磁力搅拌器1个（上海司乐仪器有限公司）0.5mL移液管1支100mL移液管1支50mL的烧杯1个50mL滴定管1支250mL锥形瓶3个吸耳球1只2.2实验步骤1、打开恒温槽使其恒温在

7、25°C±0.2°Co2、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，电磁搅拌条件下，逐滴加入浓浓NaOH溶液到L=1300〜1400uS/cm4、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駄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。的测定:取

8、100ml配制且滴定好的NaOH溶液置于恒温夹套反应器屮，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、的测定：完成L。的测定后，使用小容量的移液管移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