物理化学实验电子教案.ppt

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1、物理化学实验电子教案祝大家学习愉快，天天进步！2021/9/17实验12乙酸乙酯水解反应速率常数的测定实验12乙酸乙酯水解反应速率常数的测定2021/9/1712.1实验目的及要求1．使用《管理系统》或用无纸记录仪采集，用MATLAB处理数据，完成乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定。2．掌握用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的方法；3．进一步了解二级反应的特点。2021/9/1712.2实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应：CH3COOC2H5＋OH－＝CH3COO-＋C2H5OH其速率方程为：（3-55）其中k为速率常数，x表示经过时间

2、t后消耗掉的反应物的浓度，a,b分别表示乙酸乙酯和NaOH的起始浓度。为了方便数据处理，使a＝b。(12-1)式积分后得:（3-56）2021/9/1712.2实验原理反应过程中，溶液中导电能力强的OH－逐渐被导电能力弱的CH3COO－所取代，而CH3COOC2H5和C2H5OH不具有明显的导电性，故可通过反应体系电导的变化来度量反应进程。图3-52是用无纸记录仪记录的反应过程电导~时间变化。2021/9/1712.2实验原理图3-52记录仪记录的电导~时间变化2021/9/1712.2实验原理在稀溶液中，NaOH和CH3COONa电导率分别与其

3、浓度成正比,令L0、L∞、Lt为反应起始、反应终了和反应时刻t的电导，则(12－2)式化为：（3-57a）进一步化为：（3-57b）2021/9/1712.2实验原理可以看出用Lt对作图为一直线,斜率为，实验中，使用DDS－11C电导率仪测定反应体系的电导，其输出讯号用记录仪记录，可以直接得出反应体系的电导随时间的变化曲线Lt～t，如图12-1：在不同的温度T1，T2时，测量反应速度常数k(T1)和k(T2)，则可以由Arrhenius公式计算反应的活化能：（3-58）2021/9/1712.3仪器与试剂DDS－11C（或DDS-307）电导仪1

4、台；超级恒温水浴1套；无纸记录仪；铂黑电导电极(260)1支；移液管（10mL三支，5mL一支，1mL一支）；容量瓶50mL二个，反应管三支，滴管一支。NaOH标准溶液（约0.1000mol.L-1），CH3COOC2H5（分析纯），重蒸馏水。2021/9/1712.4实验步骤１．配制溶液⑴、乙酸乙酯溶液:在50mL容量瓶中加入电导水约20mL，称量准确至0.1mg，用细吸管加入乙酸乙酯（预先计算好配制0.06mol.L-1左右浓度所需的量），准确称量，定容，计算其浓度。⑵、NaOH溶液：用标准NaOH溶液配制与乙酸乙酯溶液浓度相同的溶液50mL

5、。２．仪器连接与调节：电导率仪输出（0~10mV）通过放大器（500倍率）接入计算机。记录仪Y轴设置为0~100，记录时间40min，记录间隔20秒。2021/9/1712.4实验步骤超级恒温水浴的温度调整于298K。启动无纸记录仪调定电导仪的温度补偿及电导池常数补偿，量程为最大挡（104）。按下校正～测量开关，测量挡时表头示零，校正挡指针满度，同时在记录仪中作校正。３．L0的测定：用移液管取10ml所配制的NaOH溶液于反应管，再取10mL电导水加入，然后置于恒温浴中恒温约5min。电导仪置于测量挡量程最大挡(104)，将电导电极放入反应管，仪

6、表即示溶液电导值L0。选择适当量程，让指针偏转最大（本实验条件下量程选104黑点）。记录下记录仪上的读数。2021/9/1712.4实验步骤４．Lt的测定：分别移取10mLNaOH溶液与CH3COOC2H5溶液于两支反应管中，电导电极经蒸馏水洗涤,并用滤纸吸干,放入盛乙酸乙酯溶液的反应管中。用塞子塞好，放入恒温槽中恒温不少于5min。在混和反应液的同时，启动记录仪（单击“开始”）如果不用记录仪，可用手工记录：准确记录反应开始时间；每2分钟记录一次溶液的电导。在反应过程中，不得触动电极。反应时间不得少于30min。5．将反应温度高约10度，同上方法

7、实验。2021/9/1712.5数据记录及处理１．记录反应体系的参数(温度、浓度及乙酸乙酯、NaOH原始数据)２．记录使用的仪器的技术参数（型号、常数、量程等）。３．数据处理（用MATLAB）：假定记录数据的文件名为c:sdcsstudent1.txt。首先在记事本中打开文件，删除非数据的部分和前期（约5min）的数据，保存，退出。2021/9/1712.5数据记录及处理loadc:sdcsstudent1.txt;t=student1(:,1);k=student(:,2);c0=;%起始浓度=1/2[NaOH]k0=%

8、输入起始电导值；L=（k0-k)./t%注意用“点除”（./)p=polyfit(L,k,1);如果不画图，可以直接得到斜率：p(1)，