乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定.doc
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、预习提问1.为什么可用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数？2.二级反应有什么特点？3.怎样使用DDS-307型电导率仪？4.各代表什么？如何测定？二、实验目的及要求1.了解测定化学反应速率常数的一种物理方法-电导法。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.掌握DDS-307 型数字电导率仪和控温仪使用方法。三、实验原理1.二级反应的动力学方程t=0 a at=t a-x a-x （1）定积分得： （2）以作图若所得为直线，证明是二级反应，并从直线的斜率求出。如果知道不同温度下的速率常数，按阿仑尼乌斯方程计算出该反应的活化能。 （3）2.乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式为： t=0 a a 0 0t=t a-x a-x x xt= 0 0 a a反应前后对电导率的影响不大，可忽略。故反应前只考虑的电导率，反应后只考虑的电导率。对稀溶液而言，强电解质的电导率与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。故存在如下关系式： 由上三式得：，代入（2）式得 重新排列得：因此，以作图为一直线即为二级反应，并从直线的斜率求出。四、仪器与药品DDS-307型数字电导率仪（附铂黑电极）1台，恒温水槽1套，停表1只，叉形电导管2只，直试管1只，移液管（10ml,胖肚）2根，吸液管（5ml 1根，10ml 2根），烧杯（50ml）1只,容量瓶(100ml)2个，称量瓶（25mm23mm）1只。乙酸乙酯（分析纯），氢氧化钠（教师预先配制的大浓度0.2mol/l）五、实验步骤1.恒温槽调节及溶液的配制调节恒温槽温度为298.2K(25)。同时电导率仪提前打开预热。先用称量法配制乙酸乙酯溶液100ml，浓度在0.02mol/l左右。再据所配乙酸乙酯溶液的浓度，配同等浓度的氢氧化钠溶液（由所给大浓度稀释即可）。2.的测定分别取10ml蒸馏水和10ml所配溶液，加到洁净、干燥的叉形管中充分混匀，置于恒温槽中恒温5min。用DDS-307型数字电导率仪测定已恒温好的溶液的电导率。3.的测定在另一只叉形管的直支管中加10ml溶液，侧支管中加10ml溶液。恒温后，混合两溶液，同时开启停表，记录反应时间，并把电导电极插入直支管中。当反应进行6min,9min,12min,15min,20min,25min,30min,35min,40min时各测电导率一次，记录电导率及时间t。4.调节恒温槽温度为308.2K(35)，重复上述步骤测定其和，但在测定时是按反应进行4min,6min,8min,10min,12min,15min,18min,21min,24min，27min,30min时测其电导率。六、结果要求1. 作图应为一线性较好的直线。2. 25（24.3 ）时乙酸乙酯皂化反应速率常数的标准值（摘自I.C.T Vol p.129）为：NaOH/mol.l-10.050.01250.006250.003125k/(mol/l)-1.min-16.766.486.586.65其平均活化能为11 kcal.mol-1(摘自“化学便览”基础篇（修订二版）p.1075)。实验要求k为6±1 (mol/l)-1.min-1，E为11±3 kcal.mol-1。七、影响结果的一些因素1.乙酸乙酯皂化反应系吸热反应，混合后体系温度降低，故在混合后的开始几分钟内所测溶液电导偏低。因此最好在反应6分钟后开始测定，否则所得结果呈抛物线形。2.如NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液浓度不等，而所得结果仍用两者浓度相等的公式计算，则作图所得直线也将缺乏线性。3.温度对速率常数影响较大，需在恒温条件下测定。在水浴温度达到所要的温度后，不急于马上进行测定，须待欲测体系恒温10分钟，否则会因起始时温度的不恒定而使电导偏低或偏高，以致所得直线线性不佳。4. 测定时，所用的蒸馏水最好先煮沸，否则蒸馏水溶有CO2，降低了NaOH的浓度，而使偏低。5.测35的时，如仍用25的溶液而不调换，由于放置时间过长，溶液会吸收空气中的CO2，而降低NaOH的浓度，使偏低，结果导致k值偏低。八、实验数据及处理 恒温温度：25 时间/min69121520253035405060209019501850178016701600152014901470136013006055.65045393430.825.523.921.820.3恒温温度：35 时间/min468101215182124302450231022102110203019251870183017501690123.810592.58375.867.759.453.147.539.8分别以25、35所测结果作图的二条直线25直线斜率：，35直线斜率：，九、思考题1.为何本实验要在恒温条件下进行，而且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前还要预先恒温？答：因反应速度与温度有关，温度每升高10，反应速度约增加24倍，同时电导率也与温度有关，所以实验过程中须恒温。且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前要预先恒温，以保证反应在实验温度下进行。2.如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液的起始浓度不相等，试问应怎样计算？答：要按，式中（a为两溶液中浓度较低的一个溶液浓度）以t作图，可得到和的值，解出不同t时的x值，然后，就可求出k。3.如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液为浓溶液，能否用此法求值？为什么？答：不能。因为只有对稀溶液，强电解质的电导率与其浓度成正比，才会推倒得到作图为一直线，进而求得值。十、实验注意事项：1.用书中的公式计算速率常数（）时，要求所用的NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液两者的浓度要相同。2.由于CH3COOC2H5易挥发，故称量时应在称量瓶中准确称取，并需动作迅速。3. 由于CH3COOC2H5在稀溶液中能缓慢水解，会影响CH3COOC2H5的浓度，且水解产物CH3COOH又会消耗NaOH。所以CH3COOC2H5水溶液应在使用时临时配制。4.在测定时，所用的蒸馏水最好先煮沸，以除去CO2；25和35的测定中，溶液须更换。5.测时，叉型管中的NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液必须在叉型管中的侧、直支管间多次来回反复混合，以确保混合均匀。6.注意不可用纸擦电导电极上的铂黑。
