电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

实验九

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数【目的要求】1.用电率仪测定酸乙酯皂反应进程中的电导率。2.学会图解法求级反应的率常数，并计算该反应的活化能。3.学会用电导率和恒温水。预习要求1.了解导法测定学反应速常数的原理。2.如何图解法求级反应的率常数及如何计算反应的活化能。3.了解导率仪和温水浴的用方法及注意事项。【基本原理】乙酸乙酯皂反应是个级反应，反应方程式为CHCOOC5+

Na

+

OH

-→

CHCOO

+

Na

+

CHOH当乙酸乙与氢氧化溶液的起浓度相同时，如均为

a

，则反应速表示为－－－－－－

（１）式中，为时间t时反物消耗掉浓度，为反速率常数将上式积得－－－－－－

（２）起始浓度a为已知，只由实验测不同时间t时的x值，的斜率m(=ak)便可求出值。

对t作图，得一直线，从直线乙酸乙酯皂反应中，加导电的子有

OH

、Na和3COO，于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是部电离的因此，反应前后Na的度不变，着反应的进行仅是导电能力强的离子逐渐被导电力弱的CH3COO离子所取致溶液的电导渐减小因可用电导仪测量皂化反应程中电导随时间的化，从而达到跟踪反应物浓度随时变化的目。令为=0时溶液的电导Gt为间t时混合液的电导G为∞(反应完毕)时溶液电导。

实质上，G0是溶液浓度a时的电导，Gt是溶液浓度为ax）时的电导值

G

NaOH与CHCOONa溶液浓度为x时的电导值CH

3

COON

a

之和∞则是CH3COONa溶液浓度为a时的电导值CHCOOC5+

OH

-→

CHCOO

+

CH5OH浓度值t=t=tt=

a

a-０

x

０xa在稀溶液中溶液的电与电解质溶液茂正比，因此有：即：即：由此，t可以示为：G

t＝

G

NaOH＋

G

CH3COONa

＝－－－－－－－（３）则：所以：

－－－－－－－－－－－（４）将上式（４代入（２式，得：

重新排列得（５）

－－－－－－－－－－因此，只要不同时间液的电导

G

t

和起始溶液电导值

G，然后以G

t对

作图应得一直，直线的率为１／，由此便求出某温度下的反应速率数k值。由电导电导率κ的关系式

代入(式得:－－－－－－－－－6）通过实验测不同时间液的电导

κ

t和起始溶的电导率κ0以κt对

作图也得一直线，从线的斜率可求出反速率数

k

值。如果知不同温度的反应速常数(T2)k(T1)根据Arrhenius式，计算出该反的活化能E和反应衰期

。－－－－－－－－－（７）【仪器和试剂】1.仪器：电导仪附DJS-1型铂电极1台;停表1块;恒温水浴1套;移液管1mL)1支;容量瓶250mL)1个;

恒温混合器1只;移液管50mL)3只;磨口三角瓶200mL)5个2.药品：NaOH水溶液0.0200mol·dm-3);

乙酸乙酯(A.R.);

电导水(

κ<1

x10-4S.m-1)【实验步骤】

1.配制液：配制与NaOH准确浓度约0.0200mol·dm-3)相等的乙乙酯溶液其方法是:找出室温乙酸乙酯密度计算出配制250mL0.0200mol·dm-3(与NaOH准确浓相同的乙酸乙酯溶液所需乙酸乙酯毫升数，然后lmL移液管吸取VmL乙酸乙酯入250mL容量瓶中，稀释至刻度即为0.0200mol·dm的乙酸酯水溶液。2.调节温槽将恒温槽的度调至(30.0±0.1)℃或(40.0±0.1)℃］。3.调节导率仪第一、温补钮调在实验实际温度第二、校正—测量旋钮调温补处，校电导率仪电导电池数。4.30℃时溶起始电导

κ

0的测定（在测量t实验过程中间入进行）在干燥的200mL磨三角瓶中，用移液管加-3的NaOH溶液同数量的电导水，混合均匀后倒出少量液洗涤电池和电极，然后将剩余溶液倒入电池(盖过极上沿2cm)，恒温约15min，轻轻摇动次，然后电极插入溶液，测定溶液电导率，至不变为，此数值为定三次，取均值。测完溶液盖保存，备用测定40℃的电导率κ。5.反应电导率κt的定(30.0±0.1)℃先洗净烘干温混合器然后分别移液管取-3的CHCOOCH55mL0.0200mol·dm-3的NaOH，分别Ａ口和Ｂ装入混合中，再从Ｂ口插电导电极置混合器恒温槽中，待恒温15min，从Ａ管鼓气使Ａ溶液进入Ｂ，当进入半时，按停表记时开始记录反应时间，待溶全总部进入Ｂ后，继鼓气使两液在Ｂ中合均匀。并立即开始测量其电导率，记录时

κ

0,测间t及电导

κ

值。继续在4min、6min、、10min、12min15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电率一次，记下kt和对应的间t。如果不使用温混合器可使用三锥瓶代替，方法如下：用移液管移的3COOCH，加入干燥200mL磨口三瓶中，用另一只移液管取25mL0.0200mol·dm-3的，加另一干的100mL磨口角瓶中将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数。同时，电导池从恒温槽中取出，弃去上次液，用电水洗净。温好NaOH溶液迅速倒盛有CH3COOC5的三瓶，同时开动停表，作为反应的开时间，迅将溶液混均匀，并用少量溶洗涤电导和电极将溶倒入电导池(溶液度同前溶液的电导率κt、6min、8min、10min12min15min、20min、25min30min、35min、40min测电率一次，记下kt和对应的时间t

6.另一度（40℃）下0κt的测定调节恒温槽度为40.0±0.1)重复述4步测定另一温度下的κo和κt在测κt时，按反应行4min、6min、、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。实验束后，关电源，取电极，用电导水洗净并置于电导水保存待用【数据记录与处理】１、实验数记录室温：℃

大气压力：

p

a

κ

030℃)。

κ

0(40℃。1.将t，t，数据列表溶液温度：℃序号

t(min)

κ

t

κ0κ

t

(κ0－

)/t123456789101112溶液温度：４0℃

第１次实际量时间4681012152025303540序号

t(min)

κ

t

κ0κ

t

(κ0－

)/t1

第１次实际量时

23456789101112

间46810121518212427302.以两温度下的κt对(κ0-κt)/t作图，分别一直线。用两直线上求取两温度下的

κ

∞。3.由直的斜率分计算两温下的速率常数

k

和反应半衰t。4.由两度下的速常数，按Arrhenius公式，计乙酸乙酯化反应的活化能。【思考与讨论】1.为什以0.0100mol·dm-3NaOH溶液的导率就可认为是0?2.该实用电导率测定的依是什么？如果NaOH和3COOCH溶液浓溶液时用此法求k值，为什么3.使用导仪时为么先要选量