乙酯乙酯皂化实验

1、乙酸乙酯皂化反应2022/7/251 目的要求1.1了解二级反应的特点；1.2用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，并计算反应的活化能；1.3熟悉DDS-12A型电导率仪和恒温水浴使用方法。 预习要求1.了解电导法测定化学反应速率常数的原理。 2.如何用图解法求二级反应的速率常数及活化能。 3.了解电导率仪和恒温水浴的使用方法及注意事项。 2022/7/252 实验原理 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应：CH3COOC2H5 OH +Na+CH3COO C2H5OH +Na+其速率方程可表示为：式中k为反应速率常数，x表示经过时间t时反应物消耗掉的浓度，a,b分别表示 CH3COOC2H

2、5和NaOH的起始浓度。为了方便数据处理，令a,b相等，则 (1)式积分得:（1） （2）2022/7/252 实验原理 显然，初始浓度a是已知的，只要测出反应进程中t时的x值，由(2)式即可求得反应速率常数k。如果k值为常数，就可证明该反应为二级反应。注：k的单位与反应物浓度单位及时间单位有关，如浓度用mol dm-3 ，时间用min，则的k单位为dm3 mol-1 min-1 。 随着反应的进行，溶液中导电能力强的OH- 逐渐被导电能力弱的CH3COO- 所取代，而CH3COOC2H5 和C2H5OH不具有明显的导电性，故体系的导电能力逐渐减小。本实验用电导率仪测量皀化反应过程中电导率随时

3、间的变化来度量反应的进程。2022/7/252 实验原理 在稀溶液中，NaOH和CH3COONa电导率分别与其浓度成正比(即 a)；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。令0 、 t 、 分别表示反应在0、t和(反应完毕)时的电导，则(2)式可化为： （3）（4）即：2022/7/252 实验原理 从(4) 式看出用Kt 对 作图为一直线,斜率 = 。实验中，用电导率仪测定反应体系的电导，用秒表记时读数，可以直接测出反应体系的电导率随时间的变化值，进而绘图求出反应速率常数k。 在不同的温度(如T1，T2)下，测量反应速度常数k1和k2，则可以由Arrhenius公式计算反应的活化

4、能Ea： （5）2022/7/253 仪器与试剂 DDS12A电导仪1台；铂黑电导电极(JDS-1)1支；超级恒温水浴1套； 升降台1个；移液管(15.00mL3支)； 容量瓶50mL2个；反应试管6支； 重蒸馏水；秒表1块； 大试管6支；NaOH标准溶液(约0.020mol. dm-3 ，AR) ；CH3COOC2H5(约0.020mol. dm-3 ， AR)。2022/7/254 实验步骤 4.1仪器安装与调节： 开启恒温槽调至所需温度值。电导率仪接通电源，通电预热10min。 4.2配制溶液 . NaOH溶液：用标准NaOH溶液配制0.02moldm-3的NaOH溶液50mL(略)。

5、.乙酸乙酯溶液:在50mL容量瓶中加入重蒸馏水约30mL，称量准确至0.1mg，用细吸管加入乙酸乙酯（预先计算好配制0.02mol. dm-3左右浓度所需的量），准确称量，定容，计算其浓度(略) 。2022/7/254 实验步骤 超级恒温水浴的温度设置于25。调节电导率仪的温度补偿及电导池常数补偿，量程为最大挡（20mS）。按下20mS档 ，校正仪器零点，再按下2S档调节电容补偿。4.3 25下 K0 的测定：用移液管取15.00mL所配制的NaOH溶液于反应试管，再取15.00mL电导水加入，然后置于恒温浴中恒温约10min以上。电导率仪置于测量挡量程20mS挡，将电导电极放入反应试管(能浸

6、没铂黑电极并超出1cm，稳定后电导率仪示数即为溶液电导率K0。每隔3min读取其电导率值，平行读3-5个值取其平均值，并记录于表格中。2022/7/254 实验步骤.4 25 下 Kt 的测定： 分别移取15.00mLNaOH溶液与CH3COOC2H5 溶液于两支反应管中，电导电极经蒸馏水洗涤,并用滤纸吸干,放入盛乙酸乙酯溶液的反应管中。用塞子塞好，放入恒温槽中恒温10min。 在混和反应液的同时，启动秒表开始记时，准确记录反应开始时间；2min时记第一个数,以后每2min 记录一次溶液的电导率，测量30min左右可结束。4.5 将反应温度调高约10度，用4.3-4.4方法进行重复实验。202

7、2/7/255 实验注意事项5.1蒸馏水应预先煮沸，冷却使用，以除去水中溶解的CO2对NaOH的影响。5.2测量溶液要现配现用，以免CH3COOC2H5挥发和水解，NaOH吸收CO2。5.3恒温过程一定加塞子，防止蒸发，影响浓度。5.4在测量电导时，应从仪器的大量程开始，以选择一个合适的档位进行测量，这样既能测量准确又能保护仪器不被损坏。5.5 不能用吸水纸擦拭电导电极的铂黑。 2022/7/256 数据记录及处理6.1记录反应体系的参数(温度、NaOH与CH3COOC2H5的浓度以及反应体系在不同时间所对应的电导率的原始数据)；6.2记录所使用仪器的技术参数（型号、编号等）；6.3数据处理（

8、用Origin 进行编程作图）2022/7/256 数据记录及处理25 K0=2.79mscm-135 K0=3.13mscm-1t/minKt(K0-Kt)(K0-Kt)/tt/minKt(K0-Kt)(K0-Kt)/t32.420.370.1232.520.610.20362.170.620.1062.210.920.1592.000.790.08892.021.110.12121.870.920.077121.881.250.10151.761.030.069151.771.380.091201.631.160.058201.641.490.075251.531.260.050251.5

9、81.570.063301.481.330.044301.491.640.055c=0.012moldm-32022/7/256 数据记录及处理 图1 在25及35下的Kt(K0 - Kt)/t曲线 6.4作图。根据数据作Kt对 ，从直线的斜率求反应速率常数k。2022/7/256 数据记录及处理 从直线的斜率求反应速率常数k： k1=1/(11.960.012)=6.97(dm3mol-1 min-1 ) k2=1/(6.9000.012)=12.1 (dm3mol-1 min-1 ) 6.5由两个不同温度下得出的速率常数，计算乙酸乙酯皂化反应的活化能。6.6根据文献值计算公式： lgk=1

10、780T+0.00754T+4.53，讨论实验误差。2022/7/256 数据记录及处理lgk1=1780298+0.00754298+4.53=0.804 k1=6.36 (mol dm-3min-1 ) lgk2=1780308+0.00754308+4.53=1.07 k2=11.7 (mol dm-3min-1 ) 相对误差%=(k测-k文)/ k文100% k1=(6.97-6.36)/6.36=9.4%，k2=(12.1-11.7)/11.7=3.4%， Ea=(42.0-46.5)/46.5=9.6%2022/7/257 思考题及结果分析 7.1为何本实验要在恒温条件下进行，而且

11、NaOH和CH3COOC2H5溶液混和前还要预先恒温？7.2如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化为二级反应？7.3 乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果？7.4为什么以0.01 mol dm-3 NaOH和0.01mol dm-3 NaAc溶液测得的电导可以认为是K0，K?2022/7/258 DDS-12A型数字电导率仪DDS12A型数字式电导率仪适用于测定一般液体的电导率，若配用适当的电导电极，还可用于电子工业，化学工业，制药工业，核能工业，电站和电厂测量纯水或高纯水的电导率，且能满足蒸馏水，饮用水，矿泉水，锅炉水纯度测定的需要。本仪器的主要特点如

12、下：数字显示，测量精度高，显示清晰；有溶液的手动温度补偿；除A/D转换外，仅用一块集成电路，可靠性好；操作方便，便于用户使用。2022/7/258 DDS-12A型数字电导率仪图2 DDS-12A面板示意图和背面示意图 1.显示屏2.电源开关3.量程选择4.调零5.电容补偿6.常数调节7.温度补偿8.电极插座9.输出选择开关10.输出接线柱11.保险丝12电源插座 DDS-12数字电导率仪1234567891011122022/7/258 DDS-12A型数字电导率仪电导是电阻的倒数，即 单位为西（S），工程上用毫西 (mS)或微西 (S)对于某一支电极而言，电极极板之间的有效距离L，极板的面积A之比称作这支电极的电极常数，用J表示。即 ，其物理意义是指电极面积各为1 c、两电极间相距1cm时溶液的电导。电导率K、电导G、电导池常数J三者之