乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定思考题答案

1、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定思考题答案【篇一：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定】数据处理： ?t 对?0?tt作图 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常数kc0作图可知： m1=18.98采用同样的方法求 35 的反应速率常数 kt2 ，计算反应的表观活化能 ea ：v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.0100 mol/l vnaoh=10.00mlnaoh= 0.0100 mol/l作图可知： m2=9.45b. 计算反应的表观活化能：m1?1 , m2?1k2c0k1c0则k2m1?k1m2又 lnk2ea11?(?) k1rt1t2 ln m1ea11 ?(?) m2rt

2、1t2 m2t1?t2?m1t2?t1ea?r?ln18.98308?298?9.45308?298?53.21kj/mol?8.314?ln【实验结果分析与讨论】实验结果分析根据乙酸乙酯皂化反应的速率常数与温度的关系：lgk 1780t-1 0.00754t 4.53当 t 298.2k 时：5.27?6.442?100%?18.2%6.442当 t 308.2k 时：10.58?11.967?100%?11.6%11.967k2ea11?(?) k1rt1t2lgk2?lgk2?lgk1?0.269 k1k2?10?0.269?1.858 k1lnk2?ln1.858?0.619 k1k2

3、t1?t2?k1t2?t1308?298 308?298ea?r?ln?8.314?0.619?47.3kj/mol相对误差：53.2?47.3?100%?12.4%47.3实验结果讨论实验测定速率常数与活化能的前提是反应物乙酸乙酯与 naoh 起始浓度相同，由于反应物浓度很低（ 0.0200mol/l ），因此，很难把两种溶液的浓度配制得恰好相等，所以，实验测定时很可能反应物浓度时不相等的，因此，会对实验测定结果造成很大的影响。乙酸乙醋易挥发，当场配制既浪费时间又很难准确，必须由实验教师先大量配制好，但在放置过程中往往会因为发生水解，而使得浓度降低，因此，由于不能保证乙酸乙酯浓度的准确性而影

4、响实验结果的测定。，配制好的naoh 溶液也会吸收空气中co2 ，虽对 naoh 溶液的准确浓度事先进行了标定，而实验时被测的却是电导率， oh 与 co32 两离子的电导数值差别又很大，结果会使测定后期的数据偏差逐渐增大。不同的反应物初始浓度比对电导法测定皂化反应速率常数有明显的影响：当乙酸乙酯的初始浓度和氢氧化钠的初始浓度相等时 (a= b) ，可用电导法测定皂化反应的速率常数。但由于物质纯度的限制及配制溶液时的误差等原因，很难使 a 与 b 达到真正意义上的相等 ,而且影响测定的因素也较多，故使所测结果仍有一定的误差。当 ab (1ba 115)时， n aoh 过量，体系中由于消耗了与

5、 ch3cooc2h5 等量的 n aoh ，使体系的电导也会产生很大的变化，而且所需时间也较小， a 与 b 的浓度也可分别控制。实验证明，在所选浓度范围内 , 用电导法可较好地测定皂化反应的速率常数。当 a b (1ab114)时，乙酸乙酯过量，n aoh 被较快地消耗掉。但由于 ch3cooc2h5 对电导的贡献可以忽略，却对反应速率有影响，导致作图时得不到一条直线，从而也就不能用电导法测定 a b 时皂化反应的速率常数。【提问与思考】为何本实验要在恒温条件进行，而 ch3cooc2h5 和 naoh 溶液在混合前还要预先恒温？答：因为反应速率 k 受温度的影响大，（ kt+10 ）/k

6、t=24 ，若反应过程中温度变化比较大，则测定的结果产生的误差较大；反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。为什么 ch3cooc2h5 和 naoh 起始浓度必须相同，如果不同，试问怎样计算 k 值？答：需按 klna (a 为两溶液中浓度较低的一个溶计算k 值。式中 x 0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 ，则有：naoh ch3ch3coona c2h5oha1 、a2 是与温度、溶剂、电解质naoh 及 ch3coona的性质有关

7、的比例常数。a 联立上述三个式子，可得出：x0 设 naoh 的起始浓度为b ，ch3cooc2h5则有：起始浓度为a，且a b，naoh ch3cooc2h5 ch3coonac2h5oha 联立上述三个式子，可得出：x0有人提出采用ph 法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，此法可行吗？为什么？如果 naoh 和 ch3cooc2h5溶液为浓溶液，是否能用此法求算k值？为什么？不能。因为在推导时，前提条件是强电解质的稀溶液，只有溶液浓度足够稀时，才能保证浓度与电【参考文献】1 何广平等编 .物理化学实验 .北京 :化学工业出版社 ,2001. 2 杨百勤 . 物理化学实验 .北京 :化学工业出版

8、社 ,2007. 3 傅献彩等 .编物理化学(第五版 ).高等教育出版社 ,2008.4 易回阳 .江林 .黄玲 .电导法测定皂化反应速率常数的影响因素 .湖北师范学院学报 .no14, 2001【篇二：华师物化实验报告 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数】lass=txt> 学生姓名学号 专 业年级、班级课程名称物理化学实验实验项目 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 实验类型 验证 设计 综合 实验时间 年 月 日 实验指导老师 实验评分【实验目的】学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； 了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数；

9、 熟悉电导仪的使用。【实验原理】（ 1）速率常数的测定乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：t=0 t=tt=速率方程式?ch3cooc2h5c0 ct 0naoh = c0 ct 0ch3oona 0 c0 - ct c0c2h5oh 0 c0 -ct c01c?ctdc?kc2，积分并整理得速率常数k 的表达式为:k?0tc0ctdt此反应在稀溶液中进行，且ch3coona全部电离。则参加导电离子有 na 、 oh 、 ch3coo,而 na 反应前后不变， oh 的迁移率远远大于 ch3coo ，随着反应的进行， oh 不断减小，的浓度成正比。令?0 、?t 和 ? 分别为 0、

10、 t 和 时刻的电导率，则： t=t 时， c0 ct=k （?0-?t ） k 为比例常数 t 时， c0= k （?0-? ） 联立以上式子，整理得： ?t?1?0?t? kc0t可见，即已知起始浓度c0 ，在恒温条件下，测得?0 和?t ，并以 ?t 对?0?tt作图，可得一直线，则直线斜率m?1，从而求得此温度下的反应速率常数 k。 kc0 （2）活化能的测定原理： ln k2ea11?(?) k1rt1t2因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。【仪器与试剂】dds-11a电导率仪 1 台大试管 5 支 铂黑电极 1 支移液管 3 支 恒温槽 1 台-2-

11、2【实验步骤】调节恒温槽的温度在25.00 左右；在 1-3 号大试管中，依次倒入约20ml 蒸馏水、 35ml0.0200mol/l的氢氧化钠溶液和25ml0.0200mol/l乙酸乙酯溶液，塞紧试管口，并置于恒温槽中恒温。预热并调节好电导率仪；?0 的测定：从 1 号和 2 号试管中，分别准确移取10ml 蒸馏水和 10ml 氢氧化钠溶液注入 4 号试管中摇匀，至于恒温槽中恒温，插入电导池，测定其电导率 ?0 ；?t 的测定：从 2 号试管中准确移取10ml 氢氧化钠溶液注入5 号试管中至于恒温槽中恒温，再从 3 号试管中准确移取 10ml 乙酸乙酯溶液也注入 5 号试管中，当注入 5ml

12、 时启动秒表，用此时刻作为反应的起始时间，加完全部酯后，迅速充分摇匀，并插入电导池，从计时起 2min 时开始读 ?t 值，以后每隔 2min 读一次，至 30min 时可停止测量。反应活化能的测定：在 35 恒温条件下，用上述步骤测定 ?t 值。进而求得反应的活化能。【数据处理】（ 1）求 27.47 的反应速率常数 k1 ，将实验数据及计算结果填入下表：-1v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.02 mol/l vnaoh=10.00mlnaoh=0.02 mol/l由于开始时温度还未温度，前 4 个点偏离较远，若代入作图的话线性较差，故舍去前 3 个点进行线性拟合，得图 1：数

13、据处理： ?t 对?0?tt作图 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常数kc0（ 2）采用同样的方法求 35的反应速率常数 k2 ，计算反应的表观活化能 ea：-1v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.0200mol/l vnaoh=10.00mlnaoh=0.0200mol/l前 3 个点进行线性拟合，得图1：数据处理： ?t 对?0?tt作图 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常数 kc0b 计算反应的表观活化能： k1/k2=m2/m1 =49.36119901 kj/mol文献值： ea=46.1 kj/mol【结果分析与讨论】相对误差7.74%（ 1）根据测定的数据

14、作 ?t-?0?tt图，图形为类似于抛物线的曲线，线性较差，分析原因为：乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，混合后体系温度降低，在初放入恒温槽内，反应试管温度未上升速度不如反应吸热速度，导致温度偏低，继而影响在混合后的几分钟所测溶液的电导率，使其偏低。去掉前 3 个数据后，重新作图，则线性明显提高。以 27.47 去 1 点、去 2 点的图为例子，可以明显看出区别。根据参考文献，本次实验误差不算太大，在可以接受的范围内。本次数据误差为负误差，即测得反应速率比理论速率要低。分析原因：由于恒温槽一直处于35 ，进行测量时，进行多次充放水，待恒温槽温度后，恒温槽温度计显示温度为 27.47 ，但实际上恒温槽

15、内水温要比测量值略低（温度计从高温回落到低温需要较长时间）。另外，加入试管后，试管在恒温槽中并未完全跟恒温槽达到热平衡，且皂化反应为吸热反应，导致测量的电导率普遍偏低。【篇三：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定】>课程：物理化学实验系别：专业班号：组别： 实验日期： 2015 年 4 月 25 日 姓名：学号：交报告日期： 2015 年 5 月 3 日 同组者：实验名称：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1. 了解测定化学反应速率常数的一种物理方法 电导法。 2. 测定乙酸乙酯皂化反应（二级反应）的速率常数。 3.掌握电导率仪和恒温槽的使用方法。 二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应方程式

16、如下：ch3cooc2h5?naoh?ch3coona?c2h5oh初始浓度 a b 0 0 t时间后的浓度a?x b?x x x这是个二级反应，其反应速率可用ch3coona浓度随时间的变化率来表示，即dx?k(a?x)(b?x) dt上式中， a 和 b 分别表示反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度； x 表示反应 t 时间后产物 ch3coona 的浓度； k 代表实验温度下的反应速率常数。若两种反应物的初始浓度相同，即 a?b?c0 ，则上式经过积分整理可得：k?1c0?c?t?c0c上式中， c 为反应 t 时间后反应物的浓度，即 c?c0?x，故 x?c0?c 。溶液的导电能力可用电

17、导率来表示。在稀溶液中，电导率?与电解质的浓度 c 成正比，确切地讲是与离子的浓度成正比，即?=k?c此处，比例系数 k 与溶质的本性及温度有关。由?=k?c 和 k?1c0?c推导可得 ?t?c0c?t?1?0?t? k?c0t式中， ?0 、?t 和 ? 分别表示， 0 时刻、 t 时刻和反应完全时的电导率。根据 ?t?1?0?t? ，用 ?t 对(?0?t)/t 作图可以得到一条直线，其斜率为 k?c0t 1/(k?c0) 。因为反应物的初始浓度 c0 是已知的，因此由直线的斜率即可求得反应速率常数 k 。三、仪器和药品dds-iic 型电导率仪、 djs-1 型铂黑电极（即电导池）、混

18、合反应器、秒表、洗耳球、大试管 1 个、 10ml 移液管 3 个、 0.02mol/l 乙酸乙酯溶液、 0.02mol/lnaoh 溶液。 四、实验步骤1. 启动恒温槽，把温度设定在 30 。2.于一个大试管中，分别用移液管加入10ml 蒸馏水和 10ml 浓度为0.02mol/l 的 naoh 溶液。混合均匀后将其置于超级恒温槽内恒温。3.固定混合反应器，用移液管往b 管中加入 10ml0.02mol/lnaoh溶液。用另一只移液管往a 管中加入 10ml0.02mol/l乙酸乙酯溶液。把混合反应器也置于超级恒温槽中恒温。4. 测定放置的已恒温约10min 的 naoh 溶液的电导率，此即?0 。5. 从大试管中把电极取出，并用蒸馏水冲洗，然后用滤纸吸干后将其插入 b 管中，准备测定不同时刻反应混合物系的电导率?t 。6. 把超级恒温槽的控制温度调至 40 ，然后重复上述操作。 五、数据记录与处理1. 实验温度 30 反应物初始浓度c0?0.01mol?l?1反应开始时?0=2310?s?cm?12. 实验温度40 反应物初始浓度c0?0.01mol?l?1反应开始时?0=2770?s?cm?13. 结合不同温度下的实验数据，画出