乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（精编版）

1、. . . . 1 / 5 工程学院物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反响速率常数的测定一、实验目的1. 了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反响速率常数和活化能；2. 了解二级反响的特点，学会用图解法求二级反响的速率常数；3. 掌握电导率仪的使用方法。二、 实验原理1.二级反响动力学方程a + b 产物t=0 a a t=t a-x a-x -dca/dt=-d(a-x)/dt=dx/dt=k(a-x) (2.9.1) 定积分得：kt=x/a(a-x) (2.9.2) 以 x/(a-x)对 t 作图，假设所得为一直线，证明是二级反响，由斜率即可求出反响速率常数k值如果知道不同温度下的速率常数k(t

2、1)和 k(t2)，按阿仑尼乌斯方程计算出该反响的活化能ea。ea=ln( k(t2)/ k(t1) r t1 t2 /t2-t1 (2.9.3) 2.乙酸乙酯皂化反响是二级反响，反响式为：ch3cooc2h5+naoh ch3coona+ c2h5oh t=0 a a 0 0 t=t a-x a-x x x t 0 0 a a0=a1 a =a2 a t=a1(a-x)+a2x 由上三式得： x=(0-t)a/ (0-)，代入式 (2.9.2)，得 =( 0-t) /ta (t-) (2.9.4) 重新排列得： t=( 0-t) /kat + (2.9.5)因此，以t 对 ( 0-t) /t

3、 作图为一直线即为二级反响，由斜率即可求出反响速率常数k 值；由两个不同温度下测得的速率常数k(t1)和 k(t2)，按式 (2.9.3)计算出该反响的活化能ea。. . . . 2 / 5 三、 仪器和试剂1.仪器：数字电导率仪1 台，恒温水槽1 套，叉形电导管2 只，移液管10ml，胖肚 3根；2.药品：乙酸乙酯标准溶液0.0212 moldm-3 ，naoh 标准溶液 0.0212 mol dm-3 。四、 实验步骤1 调节恒温槽调节温度为25，同时电导率仪提前打开预热。2 0的测定分别取 10ml 蒸馏水和10ml naoh 标准溶液， 加到洁净枯燥的叉形管中充分混匀，然后将其置于 2

4、5恒温槽中，恒温5min，并接上电导率仪，测其电导率值0。3 t的测定在另一支叉形管的直支管中加10ml ch3cooc2h5标准溶液，侧支管中加10ml naoh 标准溶液，放入25恒温5min 后，将其混合均匀并立即记时，同时用该溶液冲洗电极三次，开始测量其电导率值由于反响为吸热反响，开始时会有所降低，因此一般从第6min 开始读数当反响进展6min，9min，12min，15min ，20min，25min，30min，35min，40min 时各测电导率一次，记录电导率t与时间 t。反响完毕后，倾去反响液，洗净电导池与电极，将铂黑电极浸入蒸馏水中。4 调节恒温槽温度为35，重复上述步骤

5、测定其0和 t ，但在测定时是按照进展4min，6min，8min，10min，12min，15min ，18min，21min，24 min，27min，30min 时测其电导率。五、 数据记录与处理室温： 24.9大气压力：100.46kpa 初始浓度： c ch3cooc2h5=0.0212 moldm-3cnaoh=0.0212moldm-3 表一电导率随时间的变化25， 0=2372us cm-1t/min 6 9 12 15 20 25 30 35 40 t /us cm-11803 1631 1512 1420 1307 1226 1165 1118 1082 ( 0-t)/t/

6、 us cm-1 min-194.83 82.33 71.67 63.47 53.25 45.84 40.23 35.83 32.25 . . . . 3 / 5 表二电导率随时间的变化35， 0=2764us cm-1t/min 4 6 8 10 12 15 18 21 24 27 30 t /us cm-12038 1835 1710 1618 1541 1454 1388 1337 1298 1266 1240 ( 0-t)/t/ us cm-1 min-1182 155 132 115 102 87.3 76.4 67.9 61.1 55.5 50.8 . . . . 4 / 5 由两

7、幅图中易得25时直线斜率k1=11.35008，35时直线斜率k2=5.95047，那么 k(t1)=1/( k1 c ch3cooc2h5)=1 (11.350080.0212)=4.16 ；k(t2)= 1 (5.950470.0212)=7.93 根据式 (2.9.3)， ea=ln( k(t2)/ k(t1) r t1 t2 /t2-t1得 : ea=ln(7.934.16) 8.314 298.15 308.15 10=49.28 kj/mol 六、考前须知(1) 乙酸乙酯溶液和naoh溶液浓度必须一样。(2) 由于乙酸乙酯易挥发，故称量时应在称量瓶中准确称取，并需动作迅速。(3)

8、乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。(4) 在测定 0时，所用的蒸馏水最好先煮沸，以除去二氧化碳；25和 35的 0测定中，溶液须更换。七、结果与讨论1、实验所测得的乙酸乙酯皂化反响在25和 35时的速率常数分别为：(298.15)=4.16 (mol*m-3)-1*s-1 (308.15)=4.16 (mol*m-3)-1*s-1该反响的活化能为ea=49.28 kj/mol 2. 误差分析在该实验过程中， 存在仪器本身的误差， 也存在移液过程中造成的误差，同时还存在数据处理方面产生的误差。误差具体来源可能有：1 、没有严格按照实验步骤进展。2 、电导池未清洗干净。3

9、、移液过程中，液体与移液管的刻度线不水平。八、思考题1、为何本实验要在恒温条件下进展，而且naoh 溶液和ch3cooc2h5溶液混合前还要预先恒温？答： a、因为反响速率与温度有关，温度每升高10，反响速率约增加24 倍。同时电导值也与温度有关，所以实验过程中须恒温。b、naoh 和 ch3cooc2h5溶液混合前要预先恒温，以确保反响在实验温度下进展。. . . . 5 / 5 2、如果 naoh 溶液和ch3cooc2h5溶液的起始浓度不相等，试问应怎么计算？答：需按 k)()(ln)(1xbaxabbat计算 k 值。式中 x at00 ( a 为两溶液中浓度较低的一个溶液的浓度) 。x的表达式推导如下：设 naoh 的起始浓度为a，ch3cooc2h5起始浓度为b，且 a b，那么有：naohch3cooc2h5ch3coonac2h5oht 0 a b 00t t ax bx x xt 0ba a a又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比，故有: 0a1a；a2 a；ta1(a x) a2 xa1、a2是与温度、溶剂、电解质naoh 与 ch3coona 的性质有关的比例常数。联立上述三个式子，可得出：xat003、如果