電導(dǎo)法測(cè)定二級(jí)反應(yīng)乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)

1、電導(dǎo)法測(cè)定二級(jí)反應(yīng)一一乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)【摘要】本實(shí)驗(yàn)使用電導(dǎo)率儀，測(cè)量出反應(yīng)中t時(shí)刻的物質(zhì)的濃度。根據(jù)二級(jí)反應(yīng)的速率與濃度的關(guān)系，求出乙酸乙酯皂化反應(yīng)在一定溫度下的速率常數(shù)。學(xué)會(huì)二級(jí)反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算及圖解法求解速率常數(shù)，了解電導(dǎo)率儀的使用?！綼bstract】 This experiment use the electric conductivity rate machine ,to measure out the degree of the reactive thing in the reaction system at each time t.According to the re

2、lation of the react ion rate and the thick degree of the sec ond order react ion, beg out the rate con sta nt of the C3COO2H5 and NaOH saction at the certain temperature. Learn how to calculate the data of the second order reaction and learn about the calculation of the rate con sta nt by using the

3、graphi ng method. Master the skill of using the electric con ductivity rate machi ne.【關(guān)鍵詞】反應(yīng)速率常數(shù)，二級(jí)反應(yīng)，電導(dǎo)率，活化能【key word The reaction rate constant,second order reaction,electrict con ductivity rate,ctivatio n en ergy,1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1學(xué)習(xí)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的分析方法一一電導(dǎo)法，了解反應(yīng)活化能的測(cè)定方法1.2 了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解法求二級(jí)反應(yīng)的速率常數(shù)。k (a -

4、x) (a - x) dt1.3認(rèn)識(shí)電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用，掌握電導(dǎo)儀的使用方法反應(yīng)速率表示為：dxdt*（a-xHb-x）。X為時(shí)間t時(shí)反應(yīng)物濃度的改變量。2.實(shí)驗(yàn)原理及方法2.1反應(yīng)級(jí)數(shù)及二級(jí)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)的速率方程中各物濃度的指數(shù)稱為各物的分級(jí)數(shù)，所有指數(shù)的總和稱為反應(yīng)總級(jí) 數(shù)，用n表示。當(dāng)n=2時(shí)，反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。對(duì)于二級(jí)反應(yīng)：A + B t產(chǎn)物當(dāng)兩個(gè)物質(zhì)起始濃度相等時(shí)：1積分為k t 常數(shù)a x1因此，若以對(duì)t作圖為一條直線。則反應(yīng)級(jí)數(shù)為2,直線的斜率為k。a x2.2電導(dǎo)率：電導(dǎo)率的物理意義是：當(dāng) l=1m , A=1m2時(shí)的電導(dǎo)。對(duì)一種金屬，在一定溫度下， Lg是一定的。對(duì)電解質(zhì)溶液的

5、Lg不僅與溫度有關(guān)，而且與溶 液中的離子濃度有關(guān)。在有多種離子存在的溶液中，Lg是各種離子遷移作用的總和，它與溶液中離子的數(shù)目，離子所帶電荷以及離子遷移率有關(guān)。2.3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:CH3COOC2H5 NaOH > CH3COONa C2H5OHdCAd(a - x)尻 _ _ dtdxdt= k(a _ x)2積分可得:taxa xt=0aa00t=ta-xa - xxxt= 0000aa反應(yīng)前后 CH3COOC2H5和C2H5OH對(duì)電導(dǎo)率的影響不大，可忽略。故反應(yīng)前只考慮NaOH的電導(dǎo)率L，反應(yīng)后只考慮CH3COONa的電導(dǎo)率L。對(duì)稀溶液

6、而言，強(qiáng)電解質(zhì)的 電導(dǎo)率L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。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中導(dǎo)電能力強(qiáng)的NaOH被導(dǎo)電能力弱的CH3COONa取代，所以本實(shí)驗(yàn)使用電導(dǎo)儀測(cè)量皂化反應(yīng)過程中電導(dǎo)隨時(shí)間的變化，從而跟蹤反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化的目的。故存在如下關(guān)系式：因此，以Lt Lo - Ltt作圖為一直線即為二級(jí)反應(yīng)，并從直線的斜率求出x xL0- Lta x L。丄：a_x x Lt -L:-由上二式得:，代入k1x=-式得.1 ( L0 - Lt、 k()ta a -xta L：重新排列得:Lt =丄L0 - LtL:-kat3. 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品說明恒溫水浴1套大試管1

7、支DDS -11D型電導(dǎo)儀（附 DJS-1C鉑黑電極） 停表1臺(tái)錐形瓶（100ml）2只移液管（胖肚25ml）4支0.0200mol/dm 3 的 NaOH 溶液4. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開SYP-II玻璃恒溫水浴。按下“工作 /置數(shù)”鍵，將恒溫槽溫度設(shè)置為25C。按下工作鍵開始加熱。2. 烘干潔凈的錐形瓶，在第一個(gè)錐形瓶中加入用25ml移液管提取的25ml的0.0200mol/dm的乙酸乙酯溶液，在第二個(gè)錐形瓶中加入 25ml的0.0200mol/dm 3的NaOH溶液，將兩個(gè) 錐形瓶放在恒溫槽中恒溫預(yù)熱10min。3. 打開DDS-11D電導(dǎo)率儀，將量程旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到“檢查”檔，觀察此時(shí)的指針是否

8、滿偏。若 沒有 滿偏，調(diào)節(jié)面板上的校正檔。4. 待10min后，將兩個(gè)錐形瓶從恒溫槽中取出。將NaOH倒入乙酸乙酯中混合， 啟動(dòng)秒表，開始記錄反應(yīng)時(shí)間，自反應(yīng)開始到第3分鐘記錄第一個(gè)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，然后每隔3分鐘測(cè)一次記5次，然后每隔5分鐘測(cè)一次，記三次，然后每隔10分鐘測(cè)一次共2次。5. 在測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，用25ml的移液管取25ml的NaOH。同時(shí)取25ml的水混合在同一個(gè)錐形瓶中，混合均勻后，將其放入恒溫槽中恒溫。6. 將DDS-11D電導(dǎo)率儀的量程，打到檢查檔，觀察是否滿偏，再調(diào)節(jié)到測(cè)量檔將電導(dǎo)電極置于25 C的NaOH和蒸餾水溶液中，此時(shí)指針讀書即為0.0100mol/dm 3的Na

9、OH溶液的電導(dǎo)率Lo。7. 結(jié)束實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉電源。取出電導(dǎo)電極，用蒸餾水洗凈，放入盛有蒸餾水的錐形瓶中，洗 凈玻璃儀器。5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：本次實(shí)驗(yàn)使用的電導(dǎo)電極的電極常數(shù)為1.008測(cè)量室溫為 21 C，大氣壓為 100.70KPa 反應(yīng)溫度為25 C。5.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：(1) t、Lt、L0 - Lt、(L0 -LJ/t 的數(shù)據(jù)如下表:時(shí)間/minLt / us cm，L0 Lt / us cm，L0 Lt /_J.二/ us cm min t3.0176023076.666676.01600390659.0150049054.4444412.0141058048.

10、3333315.013306604420.0124075037.525.0115084033.630.0110089029.6666740.0100099024.7550.0950104020.8以Lt對(duì)1斜率 1/ka=14.70894 min -1, k7.1L mol 4 min 414.70894 漢 0.0100(3)誤差計(jì)算：0.02mol/L 時(shí),查文獻(xiàn)得：在t = 25 C時(shí)，氫氧化鈉濃度和乙酸乙酯的濃度均為k = 6.4254L mol min J7 1 _6 4254實(shí)驗(yàn)測(cè)定值與理論值的相對(duì)誤差：100% =10.5%6.42546. 實(shí)驗(yàn)思考與討論6.1誤差分析：在實(shí)驗(yàn)中使用的 NaOH溶液和CHCOOCfc溶液濃度不等，但是在數(shù)據(jù)處理是仍用兩者濃度相 等的公式計(jì)算，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有一定的影響。由于時(shí)間原因，在實(shí)驗(yàn)中使用的 NaOH溶液和CHCOOCfe溶液都是事先配置好的溶液，對(duì)于 NaOH溶液要考慮久置空氣中的 CO對(duì)濃度的影響。且CHCO