乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

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. EMBED Equation.3 各代什么？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 a t=t a-x a-x （1） 定积分得： （2） 以 作图若所得为直线，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 0 t=t a-x a-x x x t=∞ 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（25mmΧ23mm）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 Ⅶ p.129）为： NaOH/mol.l-1 0.05 0.0125 0.00625 0.003125 k/(mol/l)-1.min-1 6.76 6.48 6.58 6.65 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/min 6 9 12 15 20 25 30 35 40 50 60 2090 1950 1850 1780 1670 1600 1520 1490 1470 1360 1300 60 55.6 50 45 39 34 30.8 25.5 23.9 21.8 20.3 恒温温度：35℃ 时间/min 4 6 8 10 12 15 18 21 24 30 2450 2310 2210 2110 2030 1925 1870 1830 1750 1690 123.8 105 92.5 83 75.8 67.7 59.4 53.1 47.5 39.8 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2~4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。 5 _1234567921.unknown _1234567937.unknown _1234567945.unknown _1234567949.unknown _1234567953.unknown _1234567957.unknown _1234567959.unknown _1234567960.unknown _1234567961.unknown _1234567958.unknown _1234567955.unknown _1234567956.unknown _1234567954.unknown _1234567951.unknown _1234567952.unknown _1234567950.unknown _1234567947.unknown _1234567948.unknown _1234567946.unknown _1234567941.unknown _1234567943.unknown _1234567944.unknown _1234567942.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567938.unknown _1234567929.unknown _1234567933.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown