實(shí)驗(yàn)活動(dòng)乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定.doc

乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的原理和方法以及活化能的測(cè)定方法；2.了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解計(jì)算法求二級(jí)反應(yīng)的速率常數(shù)；3.熟悉電導(dǎo)儀的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理（1）速率常數(shù)的測(cè)定 乙酸乙酯皂化反應(yīng)時(shí)典型的二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)式為：CH3COOC2H5NaOH = CH3OONaC2H5OH t=0 C0 C0 0 0 t=t Ct Ct C0 - Ct C0 -Ct t= 0 0 C0 C0 速率方程式 ，積分并整理得速率常數(shù)k的表達(dá)式為： 假定此反應(yīng)在稀溶液中進(jìn)行，且CH3COONa全部電離。則參加導(dǎo)電離子有Na、OH、CH3COO,而Na反應(yīng)前后不變，OH的遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CH3COO，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，OH 不斷減小，CH3COO不斷增加，所以體系的電導(dǎo)率不斷下降，且體系電導(dǎo)率（）的下降和產(chǎn)物CH3COO的濃度成正比。 令、和分別為0、t和時(shí)刻的電導(dǎo)率，則：t=t時(shí)，C0 Ct=K（-） K為比例常數(shù)t時(shí)，C0= K（-）聯(lián)立以上式子，整理得： 可見(jiàn)，即已知起始濃度C0，在恒溫條件下，測(cè)得和，并以對(duì)作圖，可得一直線，則直線斜率 ，從而求得此溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k。（2）活化能的測(cè)定原理： 因此只要測(cè)出兩個(gè)不同溫度對(duì)應(yīng)的速率常數(shù)，就可以算出反應(yīng)的表觀活化能。三、儀器與試劑電導(dǎo)率儀 1臺(tái) 鉑黑電極 1支 大試管 5支 恒溫槽 1臺(tái) 移液管 3支氫氧化鈉溶液（0.02mol/L） 乙酸乙酯溶液（0.02mol/L）四、實(shí)驗(yàn)步驟1.標(biāo)定溶液及乙酸乙酯溶液的配制計(jì)算標(biāo)定0.02溶液所需的草酸二份，放入錐形瓶中，用少量去離子水溶解之，標(biāo)定溶液。計(jì)算出配制與等濃度的乙酸乙酯溶液100mL所需化學(xué)純乙酸乙酯的質(zhì)量，根據(jù)不同溫度下乙酸乙酯的密度計(jì)算其體積(乙酸乙酯的取樣是通過(guò)量取一定量的體積)，于容量瓶中加入約容積的去離子水，然后用1mL移液管吸取所需的乙酸乙酯加入容量瓶中，加水至刻度，搖勻。2.調(diào)節(jié)恒溫水浴調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度為30。3.電導(dǎo)率的測(cè)定用移液管量取去離子水及標(biāo)定過(guò)的溶液各，在干燥的100mL燒杯中混勻，用少量稀釋后的溶液淋洗電導(dǎo)電極及電極管3次，裝入適量的此溶液于電極管中，浸入電導(dǎo)電極并置于恒溫水浴中恒溫。將電導(dǎo)率儀接通電源，按下“”鍵，幾秒后，儀器自動(dòng)進(jìn)入上次關(guān)機(jī)時(shí)的測(cè)量工作狀態(tài)，然后，按電導(dǎo)池常數(shù)按紐，將所配套的電導(dǎo)電極常數(shù)輸入電導(dǎo)率儀中，按確認(rèn)鍵結(jié)束，儀器即回到測(cè)量工作狀態(tài)。恒溫后，讀出窗口上的顯示值，即為被測(cè)溶液的電導(dǎo)率。棄去溶液，用剩余的溶液重復(fù)測(cè)量一次，兩次測(cè)量值的平均值即為。4.電導(dǎo)率的測(cè)量另取兩只干燥的羊角管，用移液管分別將每只羊角管的側(cè)角加入8mL標(biāo)定的溶液，直角加入新配制的乙酸乙酯溶液，置于恒溫水浴中恒溫（注意不要將兩種溶液混合了）。后同時(shí)將兩只羊角管側(cè)管的全部?jī)A入直管的乙酸乙酯中，搖勻（來(lái)回傾倒兩三次）；與此同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)（注意：秒表一經(jīng)啟動(dòng)，勿停直至實(shí)驗(yàn)完畢）；將一只羊角管混合液迅速淋洗電導(dǎo)電極三次，然后將電導(dǎo)電極浸入另一支羊角管中（待測(cè)反應(yīng)液中），并置于恒溫水浴中。在如下的反應(yīng)時(shí)間6、9、12、15、20、25、30、35、40時(shí)各測(cè)量電導(dǎo)率一次并記錄測(cè)量值及對(duì)應(yīng)的時(shí)間（注意時(shí)間要記錄準(zhǔn)確，以實(shí)際反應(yīng)時(shí)間為準(zhǔn)）。測(cè)量結(jié)束后，按“”鍵，儀器關(guān)機(jī)。5.另一溫度308.2K下的測(cè)量調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度為，重復(fù)上述及的測(cè)量，但在測(cè)量時(shí)，按反應(yīng)進(jìn)行6、8、10、12、15、18、21、24、30min時(shí)，分別測(cè)量其電導(dǎo)率和對(duì)應(yīng)時(shí)間。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄室溫：26；大氣壓力：100.3；（38）:2.341；(29)：2.1522.將數(shù)據(jù)列表:表1 38時(shí)與關(guān)系表時(shí)間217791216.541688212536159830250.38152837246.510146543543.512140549541.2515133556537.6718126663435.221117072033.324113077032.127109580529.830106583527.8圖1文獻(xiàn)參考值：k（298.2K）=6.56L/(molmin)表2 29時(shí)與關(guān)系表時(shí)間22070280140.041888462115.561747603100.58163072090.010153581581.5121507.6842.470.215145090060.0181372.6977.454.3211337.81012.248.2241258109245.5271207.91142.142.3圖2文獻(xiàn)參考值 k（308.2K）=12.039/(molmin)六、實(shí)驗(yàn)評(píng)議與總結(jié)1.為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件進(jìn)行，而和溶液在混合前還要預(yù)先恒溫？答：因?yàn)榉磻?yīng)速率k受溫度的影響大，若反應(yīng)過(guò)程中溫度變化比較大，則測(cè)定的結(jié)果產(chǎn)生的誤差較大；反應(yīng)物在混合前就預(yù)先恒溫是為了保證兩者進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候是相同溫度的，防止兩者溫差帶來(lái)溫度的變化影響測(cè)定結(jié)果。2.為什么和起始濃度必須相同，如果不同，試問(wèn)怎樣計(jì)算k值？如何從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證乙酸乙酯反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)？答：因?yàn)橐宜嵋阴サ脑砘磻?yīng)是二級(jí)反應(yīng)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，采用反應(yīng)物起始濃度相同。如果不同，則。選擇不同濃度的和溶液，測(cè)定不同濃度的反應(yīng)物在相同反應(yīng)條件下的反應(yīng)速率。3.有人提出采用pH法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)，此法可行嗎？為什么？答：可以。，反應(yīng)速率方程為：，當(dāng)起始濃度相同，對(duì)該式積分簡(jiǎn)化得：