物化设计实验-乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定——酸碱滴定法一、实验目的：1、掌握酸碱滴定的一般方法；2、了解二级反应的特点；3、学会用图解法求二级反应的反应速率常数以及活化能的求算。二、实验原理：1、对于二级反应：，如果A与B的起始浓度相等，记为，通过积分可以得到二级反应的反应速率常数，其中是A的当前浓度（即[A]）。若~t作图为直线，即可说明反应为二级反应，速率常数。如果测得两个不同温度下的速率常数k,在温度范围不大的情况下可以用阿伦尼乌斯公式计算反应的活化能：。2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应：反应过程中，氢氧根离子的浓度逐渐减低，如前所述，只要测得氢氧根离子的浓度与时间的关系，即可求得反应速率常数。（这里的即为前面所说的）3、本实验以酸碱滴定的方式来测量，产生了两个问题：（1）从反应液中移取溶液导致原反应液浓度改变；（2）移取反应液到滴定的这段时间，反应仍在进行，产生较大的误差。为了克服这两个问题，我们用以下方案：（1）采用较大的双管式混合反应器，加入原料的总量提高为100mL，而移取溶液时只从中移取0.5mL，尽管会移取溶液数次，但是由于移取的体积远小于溶液总体积，我们认为该误差可以忽略；（2）用移液管移出的反应液立即放入事先准备好的加入了30mL冰水的100mL锥形瓶中，通过稀释和降温双重手段，是反应的进行基本上处于停滞状态来进行滴定。三、仪器与药品：计时器一只；恒温槽一套；双管式混合反应器两个；25mL胖杜移液管两只；1mL刻度移液管1只；25mL小烧杯一只；100mL容量瓶一只；100mL锥形瓶9个；50mL酸式滴定管一只。。（AR），NaOH标准溶液（），HCl标准溶液（），甲基橙指示剂，蒸馏水。四、实验步骤：1、配制的乙酸乙酯溶液于100mL容量瓶中：按其摩尔质量计算配制100mL所需乙酸乙酯的质量，用小烧杯称取，转移至100mL容量瓶中定容。2、准备好9个加有30mL蒸馏水与2滴甲基橙指示剂的锥形瓶（分别标号1~9），放在冰浴中冷却。3、调节恒温槽温度为20摄氏度，分别移取50mLNaOH溶液与溶液于双管式混合反应器的AB管中（移取50mL溶液用25mL胖杜移液管移取两次即可），于恒温槽恒温5min。4、用洗耳球混合两溶液并多次挤压使其混合均匀，同时开始计时，并插入一根洗净并晾干的1mL刻度移液管（该移液管每次移完液体后再插回反应液中，相当于润洗）。于4、6、8、10、12、14、16、18、20分钟时移取反应液0.5mL至1~9号锥形瓶中。（时间的记录以溶液放入锥形瓶的时刻为准，要准确记录）5、用的HCl标准溶液滴定9份溶液并记录到达终点时分别用去了VmL的HCl标准溶液。6、将实验条件改为30摄氏度，重复上述实验步骤。五、注意事项：1、必须准确称取，因为需要保证与NaOH溶液的浓度相等；2、反应过程中，由于要从反应液中移取溶液，但是又不能带入太多的水使得反应液浓度改变，所以这里只用一根1mL移液管，每次移取完液体就把它插回反应液中免去润洗；3、为了使反应溶液混合均匀，要多次挤压混合；4、记录时间可以以移液管中液体降到刻度为0.25mL的时刻为准。六、数据处理：1、将上述所有的用去HCl的体积VmL转化为反应液中氢氧化钠的浓度：列出与反应时间t的关系表；2、以~t作图，由斜率计算反应速率常数k；3、以293.2K与303.2K下的反应速率常数计算该反应的活化能七、讨论：1、实验中，反应液浓度的选择要满足以下条件：（1）浓度不能太高，以防反应速率过快，来不及在指定时间移取溶液；（2）浓度不能太低，氢氧根离子的浓度要远大于水电离出的氢氧根离子的浓度（一般认为100倍相当于远大于，即滴定时的浓度要大于），则反应液初始NaOH的浓度要大于。（因为随着反应的进行，浓度会降低，而且滴定时还稀释了60倍，综合看来，大约为。2、盐酸标准溶液浓度的选择：为了让滴定消耗的HCl溶液的体积大约在20mL左右，但又不能从反应液中移取太多溶液（会改变反应液浓度而产生误差），同时HCl的浓度又不能太低（难以配制）。综合考虑，将其定在。