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

1、電導(dǎo)法測定二級反應(yīng)乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)【摘要】本實驗使用電導(dǎo)率儀，測量出反應(yīng)中t時刻的物質(zhì)的濃度。根據(jù)二級反應(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)會二級反應(yīng)的相關(guān)計算及圖解法求解速率常數(shù)，了解電導(dǎo)率儀的使用。 【abstract】This experiment use the electric conductivity rate machine ,to measure out the degree of the reactive&

2、#160;thing in the reaction system at each time t.According to the relation of the reaction rate and the thick degree of the second order reaction, beg out the r

3、ate constant of the C3COO2H5 and NaOH s reaction at the certain  temperature.     Learn how to calculate the data of the second order reaction and learn about the calculation of the rate constant by using

4、the graphing method. Master the skill of using the electric conductivity rate machine.       【關(guān)鍵詞】反應(yīng)速率常數(shù)，二級反應(yīng)，電導(dǎo)率， 活化能【key word】The reaction rate constant,  second order reaction,electrict conductivity rate  , ctiva

5、tion energy,1. 實驗?zāi)康?.1學(xué)習(xí)測定化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的分析方法電導(dǎo)法，了解反應(yīng)活化能的測定方法1.2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)。1.3認(rèn)識電導(dǎo)測定的應(yīng)用，掌握電導(dǎo)儀的使用方法2. 實驗原理及方法2.1反應(yīng)級數(shù)及二級反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)的速率方程中各物濃度的指數(shù)稱為各物的分級數(shù)，所有指數(shù)的總和稱為反應(yīng)總級數(shù)，用n表示。當(dāng)n=2時，反應(yīng)為二級反應(yīng)。對于二級反應(yīng)： A + B 產(chǎn)物反應(yīng)速率表示為：。x為時間t時反應(yīng)物濃度的改變量。當(dāng)兩個物質(zhì)起始濃度相等時：積分為因此，若以對作圖為一條直線。則反應(yīng)級數(shù)為2，直線的斜率為k。2.2電導(dǎo)率：電導(dǎo)率的物理意義是

6、：當(dāng)l=1m，A=1m2時的電導(dǎo)。對一種金屬，在一定溫度下，Lg是一定的。對電解質(zhì)溶液的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)的測定 乙酸乙酯皂化反應(yīng)時典型的二級反應(yīng)，其反應(yīng)式為： t=0 a a 0 0t=t a-x a - x x xt= 0 0 a a積分可得：反應(yīng)前后對電導(dǎo)率的影響不大，可忽略。故反應(yīng)前只考慮的電導(dǎo)率，反應(yīng)后只考慮的電導(dǎo)率。對稀溶液而言，強(qiáng)電解質(zhì)的電導(dǎo)率與其濃度成正比，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，

7、溶液中導(dǎo)電能力強(qiáng)的被導(dǎo)電能力弱的取代，所以本實驗使用電導(dǎo)儀測量皂化反應(yīng)過程中電導(dǎo)隨時間的變化，從而跟蹤反應(yīng)物濃度隨時間變化的目的。故存在如下關(guān)系式： 由上三式得：，代入 式得 重新排列得：因此，以作圖為一直線即為二級反應(yīng)，并從直線的斜率求出。3. 實驗儀器與藥品說明DDS -11D型電導(dǎo)儀（附DJS-1C鉑黑電極）停表 1臺 恒溫水浴 1套錐形瓶（100ml） 2只 大試管 1支移液管 （胖肚25ml） 4支0.0200mol/dm3的NaOH溶液4. 實驗步驟1. 打開SYP-III玻璃恒溫水浴。按下“工作/ 置數(shù)”鍵，將恒溫槽溫度設(shè)置為25。按下工作鍵開始加熱。2. 烘干潔凈的錐形瓶，在第

8、一個錐形瓶中加入用25ml移液管提取的25ml的0.0200mol/dm3的乙酸乙酯溶液，在第二個錐形瓶中加入25ml的0.0200mol/dm3的NaOH溶液，將兩個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，觀察此時的指針是否滿偏。若沒有 滿偏，調(diào)節(jié)面板上的校正檔。4. 待10min后，將兩個錐形瓶從恒溫槽中取出。將NaOH 倒入乙酸乙酯中混合，啟動秒表，開始記錄反應(yīng)時間，自反應(yīng)開始到第3分鐘記錄第一個電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，然后每隔3分鐘測一次記5次，然后每隔5分鐘測一次，記三次，然后每隔10分鐘測一次共2次。5. 在測量實驗數(shù)據(jù)的同時，用25

9、ml的移液管取25ml的NaOH。同時取25ml的水混合在同一個錐形瓶中，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)到測量檔將電導(dǎo)電極置于25的NaOH和蒸餾水溶液中，此時指針讀書即為0.0100mol/dm3的NaOH溶液的電導(dǎo)率L0。7. 結(jié)束實驗，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. 實驗數(shù)據(jù)記錄與處理5.1實驗數(shù)據(jù)記錄：本次實驗使用的電導(dǎo)電極的電極常數(shù)為1.008測量室溫為21，大氣壓為100.70KPa反應(yīng)溫度為25。實驗室，0.0100mol/dm3的NaOH的電導(dǎo)率為L0=

10、1.99×103 us/cm。測量數(shù)據(jù)如下：t/min3.06.09.012.015.0Lt(us/cm)1.76×1031.60×1031.50×1031.41×1031.33×103t/min20.025.030.040.050.0Lt(us/cm)1.24×1031.15×1031.10×1031.00×1030.95×1035.2實驗數(shù)據(jù)處理：（1）t、的數(shù)據(jù)如下表：時間/min3.0176023076.666676.01600390659.0150049054.4444412

11、.0141058048.3333315.013306604420.0124075037.525.0115084033.630.0110089029.6666740.0100099024.7550.0950104020.8以對作圖，由所得的直線斜率，求出反應(yīng)速率常數(shù)K :斜率1/ka=14.70894 min-1, （3）誤差計算：查文獻(xiàn)得：在t = 25時，氫氧化鈉濃度和乙酸乙酯的濃度均為0.02mol/L時，實驗測定值與理論值的相對誤差：6. 實驗思考與討論6.1 誤差分析：在實驗中使用的NaOH溶液和CH3COOC2H5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算，對實驗的結(jié)果有一定的影響。由于時間原因，在實驗中使用的NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液都是事先配置好的溶液，對于NaOH溶液要考慮久置空氣中的CO2對濃度的影響。