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1、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数物理化学实验2010-06-2520:53:38阅读1050评论0 字号：大中小 订阅一、目的和要求1.用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。2.学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3.学会使用电导率仪和恒温水浴。二、基本原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为: 在反应过程中,各物质的浓度随时间而变.某一时刻的OH-离子浓度可用标准酸进行滴定求得,也可通过测定溶液的某些物理性质而得到.用电导仪测定溶液的
2、电导值G随时间的变化关系,可以监测反应的进程,进而可求算反应的速率常数.二级反应的速率与反应物的浓度的2次方有关. 显然,只要测出反应进程中任意时刻t时的x值,再将已知浓度c代入上式,即可得到反应的速率常数k值.因反应物是稀水溶液,故可假定CH3COONa全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH3COO-等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比CH3COO-的大得多.随着反应时间的增加,OH-不断减少,而CH3COO-不断增加,所以体系的电导值不断下降.在一定范围内,可以认为
3、体系电导值的减少量与CH3COONa的浓度x的增加量成正比,即: 三、仪器、试剂DDS-307型数字电导率仪 1台 恒温器 1套 秒表 1块 双管电导池 1个 移液管(20mL) 2支 DJS-1型铂黑电极 1支 洗耳球
4、 1只 NaOH(0.0100、0.0200mol/L)若干 CH3COONa(0.0100mol/L) 若干 CH3COOC2H5(0.0200mol/L) 若干四、实验步骤1.开启恒温水浴电源,将温度调至所需值(做两个相差10℃的温度下进行实验,低温应高于室温5℃以上!),如25℃/35℃或30℃/40℃。开启电导率仪的电源预热。2.G0的测定(1)洗净双管电导池并烘干,倒入适量0.01mol/LNaOH溶液(以能浸没铂黑电
5、极并高出1cm为宜)。(2)用电导水洗涤铂黑电极,再用0.01mol/L溶液淋洗,然后插入电导池中。(3)将安装好的双管电导池置于已恒温的水浴中恒温10分钟。(4)测量溶液的电导(率)值,每隔2min测量一次,共3次。(5)更换0.01mol/LNaOH溶液,重复(3)(4)两步测定.若两组数据的测量误差超出允许范围内,则必须再次重复测定,直至符合要求为止。3.G∞的测定 实验测定过程不可能进行到t=∞,且反应也
6、并不完全可逆,故通常以0.01mol/L的CH3COONa溶液的电导(率)值作为G∞,测量方法与G0的测量方法相同。但必须注意,每次更换测量溶液时,须用电导水淋洗电极和电导池,再用被测溶液淋洗三次。4.Gt的测定(1)电导池和电极的处理方法与上述相同,安装后置于恒温浴中恒温.(2)用移液管量准确取20mL0.0200mol/LNaOH溶液放入洗净并干燥的电导池的A管,盖上装好电导电极的橡皮塞;用另一支移液管吸取20mL0.0200mol/LCH3COOC2H5溶液注入电导池的B管中,盖上带洗耳球
7、的橡皮塞,置于恒温水浴中恒温至少10min。(3)用洗耳球从B管压气,将CH3COOC2H5溶液快速压入A管中,溶液压入一半时,开始记时,并继续压气,将B管中的溶液全部压入A管,放手,让洗耳球将A管中的溶液吸入B管,约到一半时,再用力压洗耳球,使B管中溶液再次全部进入A管.如此反复几次,使溶液光天化日之下均匀,并立即测量溶液的电导(率)值.压气时注意不要使溶液冲出!(4)每隔1min测量一次,直至电导(率)值基本不变为止。除记录第一个数据的外,其它各数据在测量时,应该尽量保持在整数分钟时测定,以
8、便于进行数据处理。整个反应约需时45min～1h。(5)反应结束后,倒掉反应液,洗净电导池和电导电极.按步骤3方法重新测量G∞,若所得结果与前次基本一样,则可进行下一步实验。5.反应活化能的测定按前述各步,重新测定另一温度下的反应速率常数,按阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式计算反应的活化能: 式中,k1、k2分别是温度T1、T2时反应的速率常数,Ea即为反应的活化能。五、原始数据室温T=14.34℃，大气压强102.0Pa 六、数据处理 25℃时(G0-Gt)/(Gt-G∞
