乙酸乙酯皂化反应速率常数测定.docx

乙酸乙酯皂化反应速率常数测定宁波工程学院物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1. 认识用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数和活化能；2. 认识二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数；3. 掌握电导率仪的使用方法二、实验原理1.二级反应动力学方程A+B→产物t=0aat=ta-xa-x-dcA/dt=-d(a-x)/dt=dx/dt=k(a-x)(2.9.1)定积分得：kt=x/a(a-x)(2.9.2)以x/(a-x)对t作图，若所得为素来线，证明是二级反应，由斜率即可求出反应速率常数k值若是知道不相同温度下的速率常数k(T1)和k(T2)，按阿仑尼乌斯方程计算出该反应的活化能EaEa=ln(k(T2)/k(T1))R×T1T2/（T2-T1）(2.9.3)2. 乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式为：CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OHt=0aa00t=ta-xa-xxxt∞00aaκ0=A1·aκ=A2·aκt=A1(a-x)+A2x∞由上三式得：x=(κ0∞，代入式(2.9.2)，得0t-κ)-κ)a/(κ=(0κ-κt)/ta(t-κ∞κ)(2.9.4)重新排列得：κ0t∞κ(2.9.5)t=(κ-κ)/kat+因此，以κt对(0tk值；κ-κ)/t作图为素来线即为二级反应，由斜率即可求出反应速率常数由两个不相同温度下测得的速率常数k(T1)和k(T2)，按式(2.9.3)计算出该反应的活化能Ea。

三、仪器和试剂1. 仪器：数字电导率仪1台，恒温水槽1套，叉形电导管2只，移液管（10ml，胖肚）3根；2. 药品：乙酸乙酯标准溶液（0.0212moldm·-3），NaOH标准溶液（0.0212mol·dm-3）四、实验步骤1．调治恒温槽调治温度为25℃，同时电导率仪提前打开预热2．κ0的测定分别取10ml蒸馏水和10mlNaOH标准溶液，加到洁净干燥的叉形管中充分混匀，尔后将其置于25℃恒温槽中，恒温5min，并接上电导率仪，测其电导率值κ03．κt的测定在另一支叉形管的直支管中加10mlCH3COOC2H5标准溶液，侧支管中加10mlNaOH标准溶液，放入25℃恒温5min后，将其混杂均匀并马上记时，同时用该溶液冲洗电极三次，开始测量其电导率值（由于反应为吸热反应，开始时会有所降低，因此一般从第6min开始读数）当反应进行6min，9min，12min，15min，20min，25min，30min，35min，40min时各测电导率一次，记录电导率κt及时间t反应结束后，倾去反应液，洗净电导池及电极，将铂黑电极浸入蒸馏水中4．调治恒温槽温度为35℃，重复上述步骤测定其κ0和κt，但在测准时是依照进行4min，6min，8min，10min，12min，15min，18min，21min，24min，27min，30min时测其电导率。

五、数据记录与办理室温：24.9℃大气压力：100.46kPa初始浓度：CCH3COOC2H5=0.0212moldm·-3CNaOH=0.0212moldm·-3表一电导率随时间的变化（25℃，κ·cm-1）0=2372uSt/min6912152025303540κt/uScm·-1180316311512142013071226116511181082(κ0t94.882.371.6763.4753.2545.8440.2335.8332.25-κ)/t/33uS·cm-1·min-1表二电导率随时间的变化（35℃，κ·cm-1）0=2764uSt/min4681012151821242730κ-120381835171016181541145413881337129812661240t/uScm·(κ0t18215513211510287.376.467.961.155.550.8-κ)/t/uS·cm-1·min-1∴由两幅图中易得25℃时直线斜率k1=11.35008，35℃时直线斜率k2=5.95047，则k(T1)=1/(k1×CCH3COOC2H5)=1÷(11.350080×.0212)=4.16；k(T)=1÷(5.950470×.0212)=7.932∴依照式(2.9.3)，Ea=ln(k(T2)/k(T1))R×T1T2/（T2-T1）得:Ea=ln(7.934÷.16)8×.314298×.15308×.15÷10=49.28kJ/mol六、注意事项(1) 乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必定相同。

2) 由于乙酸乙酯易挥发，故称量时应在称量瓶中正确称取，并需动作迅速3) 乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失4)在测定κ0时，所用的蒸馏水最好先煮沸，以除去二氧化碳；025℃和35℃的κ测定中，溶液须更换七、结果与谈论1、实验所测得的乙酸乙酯皂化反应在25℃和35℃时的速率常数分别为：κ(298.15)=4.16(mol*-3-1-1m)*Sκ(308.15)=4.16(mol*-3-1-1m)*S该反应的活化能为Ea=49.28kJ/mol2. 误差解析在该实验过程中，存在仪器自己的误差，也存在移液过程中造成的误差，同时还存在数据办理方面产生的误差误差详尽本源可能有：（1）、没有严格依照实验步骤进行2）、电导池未冲洗洁净3）、移液过程中，液体与移液管的刻度线不水平八、思虑题1、为什么本实验要在恒温条件下进行，而且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混杂前还要起初恒温？答：a、由于反应速率与温度有关，温度每高升10℃，反应速率约增加2～4倍同时电导值也与温度有关，因此实验过程中须恒温b、NaOH和CH3COOC2H5溶液混杂前要起初恒温，以保证反应在实验温度下进行。

2、若是NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液的初步浓度不相等，试问应怎么计算？答：需按k＝1lnb(ax)计算k值式中x＝κ0κta(a为两溶液中浓度较低的t(ab)a(bx)κ0κ一个溶液的浓度)X的表达式推导以下：设NaOH的初步浓度为a，CH3COOC2H5初步浓度为b，且a＜b，则有：NaOH＋CH3COOC2H5CH3COONa＋C2H5OHt＝0ab00t＝ta－xb－xxxt＝∞0b－aaa又由于强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比，故有:κ 0＝A1a；κ∞＝A2a；κt＝A1(a－x)＋A2xA1、A2是与温度、溶剂、电解质NaOH及CH3COONa的性质有关的比率常数联立上述三个式子，可得出：x＝κ0κtaκ0κ3、若是NaOH溶液和CHCOOCH溶液为浓度，能否用此法求k值？为什么？325答：不能够由于在推导时，前提条件是强电解质的稀溶液，只有溶液浓度足够稀时，才能保证浓度与电导有正比关系一般－NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200mol·dm3 为宜，若浓度过低，则因电导变化太小，测量误差大。