乙酸乙酯皂化反应 教案VIP

河北科技大学教案用纸第5页实验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DDS―11C型电导率仪的使用方法。二、实验原理乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5＋Na+＋OHˉ→CH3COOˉ＋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。若A和B两物质初始浓度相同，即a=b，积分得：以对t作图，若所得为一条直线，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，从而达到跟踪反应物（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，若在稀溶液反应，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25m10.02mol/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（防止空气中的CO2溶入溶液改变NaOH表16.2记录数据表t/min/S·m-1（―）/S·m-1（―）·t-1/S·m-1·min-140.2320.0490.0122560.220.0610.0101780.2100.0710.00888100.2010.0800.00800120.1940.0870.00725140.1880.0930.00664160.1830.0980.00613180.1790.1020.00567200.1760.1050.00525220.1730.1080.00491240.1700.1110.00463260.1690.1120.00431280.1670.1140.00407300.1650.1160.00387κt/(Smκt/(Sm-1)(κ0-κt)t-1/(Sm-1min-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?CH3COOC2H5＋NaOH→CH3COONa＋C2H5OHt=0ab00t=ta-xb-xxx其速率方程式可表示为：