乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定.doc

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定一、实验目的1通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。2求反应的活化能。3进一步理解二级反应的特点。4掌握电导仪的使用方法。二、实验原理反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应。其速率方程为 4.1将速率方程积分可得动力学方程： 4.2式中 为反应物的初始浓度， 为 时刻反应物的浓度， 为二级反应的速率常数。以 对时间 作图应为一直线，直线的斜率即为 。对大多数反应，反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示： 4.3式中 为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能， 为指前因子， 为速率常数。实验中若测得两个不同温度下的速率常数，由（4.3）式很容易得到： 4.4由（4.4）式可求活化能 。乙酸乙脂皂化反应是二级反应 动力学方程为 4.5由（4.5）式可以看出，只要测出t时刻的x值，c0为已知的初始浓度，就可以算出速率常数k2。实验中反应物浓度比较低，因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行，CH3COONa是全部解离的。在反应过程中Na+的浓度不变，OH-的导电能力比CH3COO-的导电能力大，随着反应的进行，OH-不断减少，CH3COO-不断增加，因此在实验中我们可以用测量溶液的电导（G）来求算速率常数k2。体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比： 4.6 4.7式中 为 时溶液的电导， 为时间 时溶液的电导， 为反应进行完全（ ）时溶液的电导。将（4.6）、（4.7）两式代入（4.5）式得：整理得： 4.8实验中测出 及不同 时刻所对应的 ，用 对 作图得一直线，由直线的斜率可求出速率常数 。若测得两个不同温度下的速率常数 ， 后，可用（4.4）式求出该反应的活化能。 三、仪器与试剂1、仪器电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台；电导池1只；恒温水浴1套；停表1只；移液管(10ml)3只；磨口三角瓶(200ml)1个。 2、药品 NaOH水溶液(0.0200moldm-3)；乙酸乙酯(A.R.)；电导水。 四、实验步骤 1. 配制溶液 配制与NaOH准确浓度(约0.0200 mol L-1)相等的乙酸乙酯溶液。其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200 mol L-1 (与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用l mL移液管吸取V ml乙酸乙酯注入250 ml容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200 mol L-1的乙酸乙酯水溶液。 2. 调节恒温槽 将恒温槽的温度调至(25.00.1)或(30.00.1)。3. 调节电导率仪 4. 溶液起始电导率0的测定 在干燥的200 ml磨口三角瓶中，用移液管加入50 ml 0.0200 mol L-1的NaOH 溶液和同数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2 cm)，恒温约15 min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为0。 5. 反应时电导率t的测定 用移液管移取50 ml 0.0200 mol L-1的CH3COOC2H5，加入干燥的200 mL磨口三角瓶中，用另一只移液管取50 ml 0.0200 mol L-1的NaOH，加入另一干燥的200 ml磨口三角瓶中。将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15 min，并摇动数次。同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前)，测定溶液的电导率kt，在4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。 6. 另一温度下0和kt的测定 调节恒温槽温度为(35.00.1)或(40.00.1)。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的o和kt。但在测定t时，按反应进行4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、15 min、18 min、21 min、24 min、27 min、30 min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。五、数据的记录及处理 1、作图：t,由斜率、截距，求k。2、根据两个温度下的k，由 求Ea。表4.1 时溶液的电导率反应时间/min468六、实验注意事项1、每次更换电导池溶液时，都要用电导水淋洗电极和电导池，接着用被测溶液淋洗23次，注意不要接触极板，用滤纸吸干电极时，只吸电极底部和两侧，不要吸电极板。2、电极引线不能潮湿，否则将测不准。3、高纯水被盛入容器后应迅速测量，否则电导率变化很快，因空气中CO2溶于水中，变为CO32-。4、盛被测溶液的容器必须清洁、无离子污染。七、思考题1、为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先加热？2、反应级数