乙酸乙酯皂化反應(yīng) 教案

1、實(shí)驗(yàn)16 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 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(diǎn)，學(xué)會用圖解法求二級反應(yīng)速率常數(shù)。3. 掌握DDS11C型電導(dǎo)率儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 乙酸乙酯皂化反應(yīng)：CH3COOC2H5Na+OH CH3COO Na+C2H5OH它是二級反應(yīng)，其速率方程式可表示為： 式中： x為時(shí)間t時(shí)產(chǎn)物的濃度，a、b分別為乙酸乙酯、氫氧化鈉的初始濃度，k為反應(yīng)的速率常數(shù)。假設(shè)A和B兩物質(zhì)初始濃度相同，即a=b，積分得： 以對 t作圖，假設(shè)所得為一條直線，則證明是二級反應(yīng)，并可以從直線的斜率求出k 。乙酸乙酯皂化反應(yīng)中，導(dǎo)電離子

2、有OH、Na和CH3COO，由于反應(yīng)體系是很稀的水溶液，可認(rèn)為CH3COONa是全部電離的，因此反應(yīng)前后Na的濃度不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，僅僅是導(dǎo)電能力很強(qiáng)的OH逐漸被電導(dǎo)能力弱的CH3COO所取代，致使溶液的電導(dǎo)逐漸減小，因此可用電導(dǎo)率儀測量皂化反應(yīng)進(jìn)程中電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化，從而到達(dá)跟蹤反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度隨時(shí)間變化的目的。因此，對乙酸乙酯反應(yīng)來說，反應(yīng)物與產(chǎn)物只有NaOH與NaAc是強(qiáng)電解質(zhì)，假設(shè)在稀溶液反應(yīng)，則有：初始時(shí)溶液的電導(dǎo)率 t=(反應(yīng)完畢)時(shí)溶液的電導(dǎo)率 時(shí)間t時(shí)溶液的總電導(dǎo)率 B1 、B2是與溫度、電解質(zhì)性質(zhì)、溶劑等因素有關(guān)的比例常數(shù)；為；為；為。由此三式可得： 將其代入上面速率方

3、程式得： 重新排列得： 因此，通過實(shí)驗(yàn)測定不同時(shí)間溶液的電導(dǎo)率和起始溶液的電導(dǎo)率，然后以對作圖為一直線即為二級反應(yīng)，由直線的斜率即可求出反應(yīng)速率常數(shù)k，再由兩個(gè)不同溫度下測得的速度常數(shù)k(T1)、k(T2)，求出該反應(yīng)的活化能。不同溫度下的速率常數(shù)k (T1)和k (T2)，按阿侖尼烏斯公式可以計(jì)算出該反應(yīng)的活化能Ea： 三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 恒溫水浴的調(diào)節(jié)本實(shí)驗(yàn)測定兩個(gè)溫度下的速率常數(shù)，恒溫水浴的溫度分別調(diào)節(jié)至25.0±0.2 、35.0±0.2。調(diào)溫操作在溫度控制器面板上，升溫過程需注意溫控器顯示溫度與水浴槽中溫度計(jì)顯示溫度的差異，應(yīng)以溫度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)。2. 電導(dǎo)率儀的調(diào)節(jié)電

4、導(dǎo)率儀的校正：首先打開電導(dǎo)率儀電源開關(guān)，使其預(yù)熱5min左右，將電極插入蒸餾水中，將溫度旋鈕旋至室溫讀數(shù)，并檢查常數(shù)旋鈕刻線是否與該電極的電導(dǎo)池常數(shù)一致，旋轉(zhuǎn)量程選擇檔至×103檔，將測量/校正按鍵按至校正一端，旋轉(zhuǎn)調(diào)整旋鈕，使指針指向滿刻度處。電導(dǎo)率的測定：校正后，將電極從蒸餾水中取出，用濾紙吸干電極外表的水，將電極插入已經(jīng)恒溫好的溶液中，檢查電極極板全部沒入溶液中，將測量/校正按鍵按至測量一端，待指針穩(wěn)定，讀取數(shù)據(jù)。3. 溶液起始電導(dǎo)率的測定用移液管吸取25m1 0.02mol/dm3氫氧化鈉溶液移入一潔凈、干燥的錐形瓶中，移取25m1電導(dǎo)水稀釋一倍，稀釋原因？蓋上膠皮塞防止空氣

5、中的CO2溶入溶液改變NaOH濃度，混合均勻，置于恒溫水浴中恒溫10min。 將電導(dǎo)電極用蒸餾水洗凈，用濾紙吸干外表水滴，然后插入已恒溫的NaOH稀溶液中，測定其電導(dǎo)率，測后的溶液蓋上膠皮塞留作后面使用。4. 溶液的測定另取兩個(gè)錐形瓶，用移液管分別吸取25ml 0.02mol/dm3的Na0H溶液和25ml 0.02mol/ dm3的乙酸乙酯溶液分別移入瓶中，蓋好膠塞，放入恒溫水浴中恒溫10min。然后迅速將乙酸乙酯溶液倒入盛有氫氧化鈉溶液的錐形瓶中，可否將氫氧化鈉溶液倒入乙酸乙酯溶液的錐形瓶中？在恒溫條件下混合并搖勻溶液，同時(shí)開始記時(shí)此時(shí)注意蓋好膠皮塞，以防空氣中的CO2溶入溶液對反應(yīng)產(chǎn)生干

6、擾，之后把已經(jīng)校正、洗干凈的電導(dǎo)電極插入到溶液中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行6min時(shí)測電導(dǎo)率一次，并在8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min時(shí)各測電導(dǎo)率一次，記錄電導(dǎo)率及時(shí)間t。5. 另一溫度下和的測定調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度為35.0±0.2，用第3步留下的溶液測定，然后另配溶液按步驟4測定。但在測定時(shí)是按反應(yīng)進(jìn)行到4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min時(shí)測其電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將電

7、導(dǎo)電極用蒸餾水洗凈，插入裝有蒸餾水的錐形瓶中保存，同時(shí)將用過的錐形瓶用蒸餾水洗凈，倒扣在桌面上。四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1恒溫溫度以水浴槽中溫度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)；2. 用濾紙吸干電極外表的水份時(shí)，注意不要將濾紙插入電導(dǎo)池的金屬極板之間，以防損傷極板。3. 將電極插入溶液中測定前一定檢查電極極板要全部沒入溶液中，否則會影響電導(dǎo)率數(shù)值。4. 讀取溶液電導(dǎo)率時(shí)，需注意電導(dǎo)率數(shù)值與反應(yīng)時(shí)間一一對應(yīng)好。5. 測定兩個(gè)溫度下的電導(dǎo)率時(shí)，溶液可重復(fù)使用，溶液必須重新配制。五、數(shù)據(jù)記錄與處理 1第一個(gè)溫度下的速率常數(shù)的測定溶液中NaOH濃度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯濃度_0.01_ mol/ dm3；反應(yīng)溫度

8、_25.0_ºC； _0.243_S·m-1。表16.1 記錄數(shù)據(jù)表t/min / S·m-1 / S·m-1 ·t-1/ S·m-1·min-160.2030.0400.0066780.1940.0490.00613100.1850.0580.00580120.1790.0640.00533140.1750.0680.00486160.1700.0730.00456180.1660.0770.00428200.1620.0810.00405220.1590.0840.00382240.1560.0870.00363260.

9、1520.0910.00350280.1490.0940.00336300.1460.0970.00323(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)t/(Sm-1)則速率常數(shù) 2第二個(gè)溫度下的速率常數(shù)的測定 溶液中NaOH濃度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯濃度_0.01_ mol/ dm3；反應(yīng)溫度_35.0_ºC； _0.281_S·m-1。表16.2 記錄數(shù)據(jù)表t/min / S·m-1 / S·m-1 ·t-1/ S·m-1·min-140.2320.0490.0122560.220.0610.0101780

10、.2100.0710.00888100.2010.0800.00800120.1940.0870.00725140.1880.0930.00664160.1830.0980.00613180.1790.1020.00567200.1760.1050.00525220.1730.1080.00491240.1700.1110.00463260.1690.1120.00431280.1670.1140.00407300.1650.1160.00387t/(Sm-1)(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)則速率常數(shù) 3計(jì)算乙酸乙酯皂化反應(yīng)的活化能Ea六、思考題(1) 如果乙酸乙酯與氫氧化鈉起始濃度不同，應(yīng)如何計(jì)算值?CH3COOC2H