實驗十乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)

1、實驗十乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定1 實驗?zāi)康募耙?) 了解測定化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的一種物理方法電導(dǎo)法。2) 了解二級反應(yīng)的特點，學(xué)會用圖解法求二級反應(yīng)的速率常數(shù)。3) 掌握dds-11at型數(shù)字電導(dǎo)率儀和控溫儀使用方法。2.實驗原理1) 對于二級反應(yīng)：a+b->產(chǎn)物，如果a, b兩物質(zhì)起始濃度相同，均為a,則反應(yīng)速率 的表示式為式中x為吋間i反應(yīng)物消耗掉的摩爾數(shù)，上式定積分得:(a x)(2)以產(chǎn)士作圖若所得為直線，證明是二級反應(yīng)。并可以從直線的斜率求出k。所以在反應(yīng)進(jìn)行過程屮，只要能夠測出反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度，即可求得該反應(yīng)的速率常數(shù)。如果知道不同溫度卜的速率常數(shù)k(tj和k(tj,

2、按arrhenius公式計算出該反應(yīng)的活化能e(3)t?-tj2.乙酸乙酯皂化反應(yīng)是二級反應(yīng)，其反應(yīng)式為：chjcqqchs + na+ + oh， ch3co()-4- na*4-c2h5ohoh電導(dǎo)率人，chqoo電導(dǎo)率小。因此，在反應(yīng)進(jìn)行過程屮，電導(dǎo)率人的0h逐漸為電導(dǎo)率小 的ch,coo所取代，溶液電導(dǎo)率冇顯著降低。對稀溶液而言，強(qiáng)電解質(zhì)的電導(dǎo)率k與其濃度成 正比，而且溶液的總電導(dǎo)率就等于組成該溶液的電解質(zhì)電導(dǎo)率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀 溶液下反應(yīng)就存在如下關(guān)系式：<o = ata(4)ktx=a2a(5)kt = aa-x)-ha2x(6)ah a2是為溫度、電解質(zhì)性質(zhì)，溶劑

3、等因素有關(guān)的比例常數(shù)，k。，kg分別為反應(yīng)開始 和終了時溶液的總電導(dǎo)率。為時間t時溶液的總電導(dǎo)率。由(9. 4), (9. 5), (9. 6)三式可 得：代入(2)式得:(7)重新排列即得:托0kg因此 以作圖為一直線即為二級反應(yīng)，由直線的斜率即可求出k,由兩個不同溫 度下測得的速率常數(shù)點k （tj, k（tj,求出該反應(yīng)的活化能。3. 儀器與藥品dds-11a（t）型電導(dǎo)率儀（附dts型鉗黑電極）1臺，停表1只，恒溫水杷1套，叉形電導(dǎo)池 2只,移液管（25ml,胖肚）1根,燒杯（50ml） 1只,容量瓶（100ml）l個,稱量瓶（25mmx23mm） 1 只。乙酸乙酯（分析純）。氫氧化鈉（

4、0. 0200mol / l） o4. 實驗步驟1）恒溫槽調(diào)節(jié)及溶液的配制調(diào)節(jié)恒溫杷溫度為29& 2k。配制0. 0200mol / l的cilcoocjk溶液loomlo分別取 10ml蒸謂水和 10ml0. 0200mol /lnaoll 的溶液，加到潔凈、干燥的義形管電導(dǎo)池中充分混合均勻，置于恒溫槽中恒溫5mino2）k°的測定用dds 11 （t）型數(shù)字電導(dǎo)率儀測定上述已恒溫的m0h溶液的電導(dǎo)率k oo3）k：的測定在另一支叉形電導(dǎo)池直支管中加10ml 0. 0200mol / l chscoochs,側(cè)支管中加入10ml 0. 0200 mol / l naoh,并

5、把洗凈的電導(dǎo)電極插入直支管中。在恒溫情況下，混合兩溶 液，同時開啟停表，記錄反應(yīng)時間（注意停表一經(jīng)打開切勿按停，直至全部實驗結(jié)束），并在 恒溫槽中將叉形電導(dǎo)池中溶液混合均勻。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行6min時測電導(dǎo)率一次，并在9min、12 min、15 min、20min> 25min> 30min> 35 min, 40min 50min> 60min時各測電導(dǎo)率一次，記錄電導(dǎo)率及時間t。4）調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為308. 2k,重復(fù)上述步驟測定其k（）和k（,但在測定時是按反應(yīng) 進(jìn)行4min> 6min> 8min> 10min> 12min、15min>

6、; 18niin> 21min> 24min> 27min> 30min時測 其電導(dǎo)率。5. 實驗注意事項1）本實驗所用的蒸飾水需事先煮沸，待冷卻后使川，以免溶有的c0?致使nao】l溶液濃度 發(fā)生變化。2）配好的naoh溶液盂裝配堿石灰吸收竹，以防空氣中的co?進(jìn)入瓶中改變?nèi)芤簼舛取?）測定298. 2k、30&2k的k。時,溶液均需臨時配制。4）所用naoh溶液和ch3cooc2h5溶液濃度必須相等。5）chacooc*溶液須使用時臨時配制,因該稀溶液會緩慢水解影響ch3cooc2h5的濃度,11水解產(chǎn)物（chacooh）又會部分消耗naoho在配制溶液時，

7、因ch3cooc2h5易揮發(fā)，稱量時可預(yù) 先在稱量瓶中放入少量已煮沸過的蒸館水，且動作要迅速。6）為使ndoh溶液與ch3cooc2出溶液確?；旌暇鶆?，需使該兩溶液在叉形管中多次 來回往復(fù)。7）不可用紙拭擦電導(dǎo)電極上的鉗黑。6. 數(shù)據(jù)處理兀0 血1）將 s '、1:列表。2）用圖解法繪制叫亠二圖。3）由直線斜率計算反應(yīng)速率常數(shù)是。4）由298. 2k, 308. 2k所求得的k（298.2k）、k（308. 2k）按arrhenius公式計算該反應(yīng) 的活化能e。7. 思考題1）如果naoh和ch3cooc2h5起始濃度不相等，試問應(yīng)怎樣計算k值?2）如果naoh與olcooch溶液為濃溶液，能否用此法求k值?為什么？8.討論1）乙酸乙酯皂化反應(yīng)系吸熱反應(yīng)，混合后體系溫度降低，所以在混合后的起始兒分鐘 內(nèi)所測溶液的電導(dǎo)率偏低，因此最好在反應(yīng)4min6n）in后開始，否則，由 一7作圖得到的是一-拋物線，而不是直線。2）求反應(yīng)速率的方法很多，歸納起來有化學(xué)分析法及物理化學(xué)分析法兩類?；瘜W(xué)分析 法是在一定時間取出一部分試樣,使用驟冷或取去催化劑等方法使反應(yīng)停止，然后進(jìn)行分析, 直接求出濃度。這種方法雖設(shè)備簡單，但是時間長，比較麻煩。物