乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定.docx

乙酸乙酯皂化反应速率常数的 测定实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1 前言1.1实验目的测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数1.2实验内容在30°C时，用电导率仪先测定40ml0.0 1mol・L-1的NaOH溶液的电导 率，然后将20ml 0.02mol • L-1的NaOH溶液与20ml 0.02mol • L-1的乙酸乙酯溶 液混合，测定其电导率随时间的变化关系；然后将实验温度升高到37C，重复 上述实验1.3实验原理对于二级反应A + B *产物如果A, B两物质起始浓度相同，均为a,则反应速率的表示式为dX = k(a-x)2 (1)dt式中：x为t时刻生成物的浓度式(1)定积分得：2)xa(a 一 x)以 亠对t作图，若所得为直线，证明是二级反应并可以从直线的斜率求a 一 x出k所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或生成物的浓度，即可求得 该反应的速率常数k温度对化学反应速率的影响常用阿伦尼乌斯方程描述3)d In k E— adT RT 2式中：Ea为反应的活化能假定活化能是常数，测定了两个不同温度下的速率 常数k(T)和k(T)后可以按式(3)计算反应的活化能EaTT12k (T )KT)1乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应，其反应式为：CH COOC H + OH _ o CH COO - + C H OH3 2 5 3 2 5反应系统中，OH-电导率大，CH COO-电导率小。

所以，随着反应进行，电导3率大的OH-逐渐为电导率小的CHCOO-所取代，溶液电导率有显著降低对于稀溶35)液，强电解质的电导率K与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该 溶液的电解质电导率之和若乙酸乙酯皂化反应在稀溶液中进行，则存在如下 关系式：k = A a016)—A (a 一 x) + A x127)式中：A，A分别是与温度、电解质性质和溶剂等因素有关的比例常数；K0、Kt、1 2 0 t性分别为反应开始、反应时间为t和反应终了时溶液的总电导率由式(5)—式(7)，得

试剂0.02O0mol/L的NaOH溶液；乙酸乙酯（AR）；新鲜去离子水或蒸馏水2.2 实验步骤1） 仪器准备：接通电导率仪的电源，校正电导率仪，正确选择其量程，并将电 导率仪的记录输出与记录仪相连2） 配制乙酸乙酯溶液：用容量瓶配制0.0200mol/L的乙酸乙酯溶液100mL乙 酸乙酯密度与温度的关系式p=924・54-1・ 168t-1.95x10-3f2 （10 ）其中p、t的单位分别为kg/m3和°C （需要乙酸乙酯约0・1762g）已知室温 等于23.8C,计算得需要0.197ml乙酸乙酯3） k的测量将恒温水浴调至30C,用移液管吸取20mL0.200mol/L的NaOH0溶液装入干净的大试管中再加入20mLH2O,将电导电极套上塞子，电极经去离 子水冲洗并用滤纸吸干后插入大试管中，大试管放入恒温水浴恒温约10min,将 电导率仪的“校正测量”开关扳到“测量”位置,记录仪开始记录4） k 的测定将洁净干燥的双管反应器置于恒温水浴中,有移液管取 20mLt0.200mol/L乙酸乙酯溶液，放入粗管将电极用电导水认真冲洗3次，用滤纸 小心吸干电极上的水,然后插入粗管,并塞好用另一支移液管取 20mL 0.200mol/LNaOH溶液放入细管，恒温约5min。

用洗耳球迅速反复抽压细管两 次，将NaOH溶液尽快完全压入粗管，使溶液充分混合记录仪必须在反应前 开始记录,大约 20min 可以停止测量5） 重复以上步骤，测定37C时反应的k与k0t3 结果与讨论由实验室仪器读出室温为23.8C，大气压为103・09kPa表1，表2中的第 二列由记录仪采集，可见附图（k -t关系图）上的数据第一列时间并非直接由 t记录仪采集的数据读出，而是在K -t关系图上找出最高点，记下最高点对应的时 t间，之后将各数据点对应的时间减去最高点对应的时间即为表中第一列t第三列中的k同样由记录仪采集，见附图（k的测量），得30°C时，k =6.91 格, 37°C0 0 0时， K =7.45 格0注：附图分别为30C时k的测量图、37C时k的测量图、30°C时k -t关系00t图、37C时k -t关系图t表 1 乙酸乙酯皂化反应动力学实验数据记录（ 30C，时间 t/min格子数K /格t(K 0 K，/ t06.85一2.136.230.2910803.205.980.2718754.025.810.2587064.825.650.2489635.455.540.2403676.155.430.2308946.835.330.2225487.635.220.2136308.405.120.2059529.504.990.19578910.24.920.18921610.54.840.18272710.94.790.177586以表1中的第二列对第三列作图，得图 1。

由图 1 知，实验的线性拟合较好，该反应为二级反应由公式(9)得，图 1中直线的斜率为， 在该实验中，a=0.01mol/L ,所以 ak30°Ck = 1/(11.248 min-i x O.Olmol/L) = 8.890 L• mol-i • min-i查阅文献得，30°C时30°Ck=8.7916 • mol-i • min-i，相对误差 E=1.1%表2乙酸乙酯皂化反应动力学实验数据记录(37C)时间t/min 格子数k /格 (k k ) / tt 0 t07.490.907.110.4777781.356.910.4666672.536.460.4268773.676.090.3950955.035.760.3538777.085.380.3050858.405.180.28095210.24.950.25392211.84.770.23474613.24.660.21818214.54.550.20620716.04.450.19312517.44.370.18218418.74.290.17379720.34.220.16354721.24.170.158962以表2中的第二列对第三列作图，得图 2。

同样由公式 ⑼得，图2中直线的斜率为，a=0・01mol/L,所以 ak37OCk = 1/(7.8394 min-i xO.Olmol/L ) = 12.96 L• mol-i • min-i查阅文献得，37°C时37OCk=13・4721 ・ mol-i ・ min-i，相对误差 E=3・8%由 公 式 ( 4 ) 计 算 ， 该 反 应 的 表 观 活 化 能 Ea = ln(12.96/8.89)・ 8.314 • 303.15 • 310.15/ (310.15-303・15) /1000= 43・ 6KJ・mol-i, 查阅文献得，Ea =46・1KJ・mol-1,相对误差E=5・4%4 结论乙酸乙酯皂化反应的速率常数： k = 8.890 L • mol-i • min-i, 文献值为30oC8.7916 • mol-1 • min-1,相对误差 E=1・ 1%k = 12.96 L• mol-i • min-i，文献37oC值为13.4721・mol-1・min-1,相对误差E=3.8%表观活化能Ea= 43・6KJ・mol-1, 文献值为46・1KJ・mol-1,相对误差E=5.4%。

参考文献：【1】 浙江大学化学系.2005.中级化学实验.第一版.北京:科学出版社。