乙酸乙酯皂化反应 教案

1、实验16 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. 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速率常数。3. 掌握DDS11C型电导率仪的使用方法。二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5Na+OH CH3COO Na+C2H5OH它是二级反应，其速率方程式可表示为： 式中： x为时间t时产物的浓度，a、b分别为乙酸乙酯、氢氧化钠的初始浓度，k为反应的速率常数。假设A和B两物质初始浓度相同，即a=b，积分得： 以对 t作图，假设所得为一条直线，则证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出k 。乙酸乙酯皂化反应中，导电离子

2、有OH、Na和CH3COO，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的，因此反应前后Na的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH逐渐被电导能力弱的CH3COO所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而到达跟踪反应物或产物浓度随时间变化的目的。因此，对乙酸乙酯反应来说，反应物与产物只有NaOH与NaAc是强电解质，假设在稀溶液反应，则有：初始时溶液的电导率 t=(反应完毕)时溶液的电导率 时间t时溶液的总电导率 B1 、B2是与温度、电解质性质、溶剂等因素有关的比例常数；为；为；为。由此三式可得： 将其代入上面速率方

3、程式得： 重新排列得： 因此，通过实验测定不同时间溶液的电导率和起始溶液的电导率，然后以对作图为一直线即为二级反应，由直线的斜率即可求出反应速率常数k，再由两个不同温度下测得的速度常数k(T1)、k(T2)，求出该反应的活化能。不同温度下的速率常数k (T1)和k (T2)，按阿仑尼乌斯公式可以计算出该反应的活化能Ea： 三、实验步骤1. 恒温水浴的调节本实验测定两个温度下的速率常数，恒温水浴的温度分别调节至25.0±0.2 、35.0±0.2。调温操作在温度控制器面板上，升温过程需注意温控器显示温度与水浴槽中温度计显示温度的差异，应以温度计读数为准。2. 电导率仪的调节电

4、导率仪的校正：首先打开电导率仪电源开关，使其预热5min左右，将电极插入蒸馏水中，将温度旋钮旋至室温读数，并检查常数旋钮刻线是否与该电极的电导池常数一致，旋转量程选择档至×103档，将测量/校正按键按至校正一端，旋转调整旋钮，使指针指向满刻度处。电导率的测定：校正后，将电极从蒸馏水中取出，用滤纸吸干电极外表的水，将电极插入已经恒温好的溶液中，检查电极极板全部没入溶液中，将测量/校正按键按至测量一端，待指针稳定，读取数据。3. 溶液起始电导率的测定用移液管吸取25m1 0.02mol/dm3氢氧化钠溶液移入一洁净、干燥的锥形瓶中，移取25m1电导水稀释一倍，稀释原因？盖上胶皮塞防止空气

5、中的CO2溶入溶液改变NaOH浓度，混合均匀，置于恒温水浴中恒温10min。 将电导电极用蒸馏水洗净，用滤纸吸干外表水滴，然后插入已恒温的NaOH稀溶液中，测定其电导率，测后的溶液盖上胶皮塞留作后面使用。4. 溶液的测定另取两个锥形瓶，用移液管分别吸取25ml 0.02mol/dm3的Na0H溶液和25ml 0.02mol/ dm3的乙酸乙酯溶液分别移入瓶中，盖好胶塞，放入恒温水浴中恒温10min。然后迅速将乙酸乙酯溶液倒入盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶中，可否将氢氧化钠溶液倒入乙酸乙酯溶液的锥形瓶中？在恒温条件下混合并摇匀溶液，同时开始记时此时注意盖好胶皮塞，以防空气中的CO2溶入溶液对反应产生干

6、扰，之后把已经校正、洗干净的电导电极插入到溶液中，当反应进行6min时测电导率一次，并在8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时各测电导率一次，记录电导率及时间t。5. 另一温度下和的测定调节恒温槽的温度为35.0±0.2，用第3步留下的溶液测定，然后另配溶液按步骤4测定。但在测定时是按反应进行到4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时测其电导率。实验结束后，将电

7、导电极用蒸馏水洗净，插入装有蒸馏水的锥形瓶中保存，同时将用过的锥形瓶用蒸馏水洗净，倒扣在桌面上。四、实验注意事项：1恒温温度以水浴槽中温度计读数为准；2. 用滤纸吸干电极外表的水份时，注意不要将滤纸插入电导池的金属极板之间，以防损伤极板。3. 将电极插入溶液中测定前一定检查电极极板要全部没入溶液中，否则会影响电导率数值。4. 读取溶液电导率时，需注意电导率数值与反应时间一一对应好。5. 测定两个温度下的电导率时，溶液可重复使用，溶液必须重新配制。五、数据记录与处理 1第一个温度下的速率常数的测定溶液中NaOH浓度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯浓度_0.01_ mol/ dm3；反应温度

8、_25.0_ºC； _0.243_S·m-1。表16.1 记录数据表t/min / S·m-1 / S·m-1 ·t-1/ S·m-1·min-160.2030.0400.0066780.1940.0490.00613100.1850.0580.00580120.1790.0640.00533140.1750.0680.00486160.1700.0730.00456180.1660.0770.00428200.1620.0810.00405220.1590.0840.00382240.1560.0870.00363260.

9、1520.0910.00350280.1490.0940.00336300.1460.0970.00323(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)t/(Sm-1)则速率常数 2第二个温度下的速率常数的测定 溶液中NaOH浓度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯浓度_0.01_ mol/ dm3；反应温度_35.0_ºC； _0.281_S·m-1。表16.2 记录数据表t/min / S·m-1 / S·m-1 ·t-1/ S·m-1·min-140.2320.0490.0122560.220.0610.0101780

10、.2100.0710.00888100.2010.0800.00800120.1940.0870.00725140.1880.0930.00664160.1830.0980.00613180.1790.1020.00567200.1760.1050.00525220.1730.1080.00491240.1700.1110.00463260.1690.1120.00431280.1670.1140.00407300.1650.1160.00387t/(Sm-1)(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)则速率常数 3计算乙酸乙酯皂化反应的活化能Ea六、思考题(1) 如果乙酸乙酯与氢氧化钠起始浓度不同，应如何计算值?CH3COOC2H