实验报告-电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率

用准一级反应的方法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一.[实验目的]①学习用准一级反应方法研究非一级反应的方法。②用电导法测定乙酸乙酯反应常数。③掌握测量原理，并熟悉电导率仪的使用。二.[实验原理]乙酸乙醋的皂化反应为:CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH在该反应中，设乙酸乙酯和碱的起始浓度分别为a和b(a>>b)，x为t时刻反应物已反应掉的浓度(也就是不同时刻生成的NaAc的浓度)CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0at=ta-xb-xxxt=∞→a-x→b-x→b→b则其反应速率公式可写为但是a>>b所以(a-x)→a则上式可写为（1）对(l)式进行积分得反应速度常数K的表达式为ln显然，只要测出反应进程中t时的x值，再将a，b代入上式，就可以算出反应速率常数k值。由于反应在水溶液中进行，可以假定CH3COONa全部电离。溶液中参与导电的离子有Na+，OH-和CH3COO-等，而Na+反应前后不变，OH-的迁移率比CH3COO-的迁移率大得多。随反应时间的增加，OH-不断减少，而CH3COO-不断增加，所以，体系的电导率值不断下降。在一定的范围内，可以认为体系电导率的减少与CH3COONa的浓度x的增加量成正比，即t=t:x=β(κ0-κt)t=∞:b=β(κ0-κ∞)式中κ0为t=0时的初始电导率，κt为t=t时溶液的电导率值，κ∞为t→∞，即反应完全后溶液的电导率值，β为比例常数。将x和a及电导率的关系式分别代入积分式得：-kant=In从上式可知，只要测定κ0，κ∞以及一组相应于t时kt值，以对t作图，可得一直线，由直线的斜率即可求得反应速率k值，k的单位为min-1mol-1L三.[实验仪器与试剂]DDS一11A电导率仪(上海第二分析仪器厂)1台;501型超级恒温水浴(重庆试验仪器厂)1台;双管电导池(带胶塞与大洗耳球)2个，25mL，10mL移液管各1支;50mL容量瓶2个;停表1支.NaOH（分析纯）CH3COOC2H5（分析纯）CH3COONa（分析纯）四.[试验步骤]1.启用恒温槽，调节至实验所需温度（20℃2.配置溶液分别配置浓度为0.005mol·L-1标准的NaOH溶液、0.01mol·L-1标准的NaOH溶液、0.005mol·L-1CH3COONa溶液、0.5mol·L-1CH3COOC2H5各50ml3.调节电导率仪4.κ0的测量：用移液管移取浓度为0.01mol·L-1NaOH标准溶液25.00mL于50mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀后倒入大试管中.在25℃5.κ∞的测量：取25ml0.0005mol·L-1CHaCOONa标准溶液于大试管中，用同样的方法测定κ∞值6.κt的测量①用移液管吸取10ml浓度为0.01mol·L-1NaOH标准溶液注入双管电导池的A管中；用另一支移液管吸取10ml0.5mol·L-1CH3COOC2H5注入B管中，塞上橡皮塞，恒温10分钟。②用洗耳球通过B管上口将CH3COOC2H5溶液压入A管中，与NaOH溶液混合。当溶液压入一半时，开始记录反应时间。反复压几次，使溶液混合均匀，并立即测量其电导值。③每隔20s读一次数据，直至电导值变化不大时（一般反应时间是5min至10min）可停止测量。五.[注意事项]1.本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入2.配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2进入3.乙酸乙酯的浓度必须大于NaOH溶液浓度的40倍或40倍以上（尽量大于40倍，因为乙酸乙酯会挥发）4.两次测量κt时温度必须保持一致。六.[实验数据记录与处理]数据记录：时间名称02 4681012141618

k00.9810.9810.981

k∞0.3010.3010.301

Kt(c=0.5)0.4350.3890.3780.3740.3720.3720.3710.3710.3710.371Kt(c=0.4)0.4520.3590.3380.3370.3350.3330.3320.3310.3310.331根据实验所测定的结果，分别在浓度为0.5mol·L-1和0.4mol·L-1下以对t作图，并从直线的斜率计算不同浓度下的K＇当浓度a=0.5mol·L-1时，以对t作图如下浓度c=0.4mol·L-1时，以对t作图如下因此，当浓度a=0.5mol·L-1时，斜率k1‘=-ka1n=-0.08891当浓度a=0.4mol·L-1时，斜率k2‘=-ka2n=-0.07172又因为：0.8a1=a2解得:n=1即对乙酸乙酯是一级反应所以，当浓度a=0.5mol·L-1时，斜率k‘=-0.08891由K‘=-Kan解得：速率常数k=0.1778mol/(L·min)[思考题]1.准一级反应与一级反应数据处理中的起始浓度和反应开始时间的准确性要求是否相同?答：不相同。一级反应的浓度要求准确，而准一级反应的浓度只要求一种反应物浓度大于另一种反应物浓度的40陪或40倍以上。反应开始的时间对准一级反应应准确，而对一级要求不必那么严格，因为准一级反应一种反应物浓度太大，反应瞬间完成。所以必须控制好反应开始的时间。2.某种物质浓度大大过量的概念在实验中如何把握?答：控制它在另一种浓度的四十倍以上。[参考文献]1.曹楠枣庄师专学报测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法2000年4月第17卷第2期2.李.澳新成都大学学报(自然科学版)电导法测定乙酸乙醋皂化反应速度常数的简化1996年6月第15卷第2期3.杨桂株吉林师