乙酸乙酯皂化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：乙酸乙酯皂化反應(yīng)姓名成績(jī)班級(jí)學(xué)號(hào)同組姓名實(shí)驗(yàn)日期指導(dǎo)教師簽字批改日期年月日實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(30分)實(shí)驗(yàn)裝置預(yù)習(xí)(10分）＿＿_(dá)＿_(dá)年＿_(dá)＿_(dá)月_＿＿_(dá)日指導(dǎo)教師_＿_(dá)___（簽字）成績(jī)實(shí)驗(yàn)仿真預(yù)習(xí)（1０分）_＿_(dá)＿＿年____月＿_(dá)＿＿日指導(dǎo)教師＿＿_(dá)_＿_(dá)（簽字）成績(jī)預(yù)習(xí)報(bào)告(10分)指導(dǎo)教師__＿＿＿＿(簽字)成績(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用電導(dǎo)率儀測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)進(jìn)程中得電導(dǎo)率。2.掌握用圖解法求二級(jí)反應(yīng)得速率常數(shù),并計(jì)算該反應(yīng)得活化能.３.學(xué)會(huì)使用電導(dǎo)率儀與超級(jí)恒溫水槽。實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)就是個(gè)二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為ＣH3COOC2Ｈ5+Na＋+OH—→CH3ＣOＯ—+Na+＋C2H5ＯH當(dāng)乙酸乙酯與氫氧化鈉溶液得起始濃度相同時(shí),如均為a,則反應(yīng)速率表示為(1)式中,x為時(shí)間t時(shí)反應(yīng)物消耗掉得濃度,k為反應(yīng)速率常數(shù)。將上式積分得（2）起始濃度a為已知，因此只要由實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同時(shí)間t時(shí)得x值，以對(duì)t作圖，應(yīng)得一直線,從直線得斜率便可求出k值。乙酸乙酯皂化反應(yīng)中，參加導(dǎo)電得離子有OH—、Na＋與CH３ＣOＯ—,由于反應(yīng)體系就是很稀得水溶液，可認(rèn)為ＣH3COONａ就是全部電離得，因此，反應(yīng)前后Na+得濃度不變,隨著反應(yīng)得進(jìn)行，僅僅就是導(dǎo)電能力很強(qiáng)得OＨ—離子逐漸被導(dǎo)電能力弱得CH3COO—離子所取代，致使溶液得電導(dǎo)逐漸減小,因此可用電導(dǎo)率儀測(cè)量皂化反應(yīng)進(jìn)程中電導(dǎo)率隨時(shí)間得變化，從而達(dá)到跟蹤反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化得目得。令G0為t＝０時(shí)溶液得電導(dǎo)，Ｇt為時(shí)間t時(shí)混合溶液得電導(dǎo),Ｇ∞為t=∞（反應(yīng)完畢）時(shí)溶液得電導(dǎo).則稀溶液中,電導(dǎo)值得減少量與CH3CＯＯ－濃度成正比,設(shè)K為比例常數(shù)，則由此可得所以（2）式中得ａ—x與x可以用溶液相應(yīng)得電導(dǎo)表示,將其代入(2）式得:重新排列得：（3)因此,只要測(cè)不同時(shí)間溶液得電導(dǎo)值Gt與起始溶液得電導(dǎo)值Ｇ０,然后以Gt對(duì)作圖應(yīng)得一直線，直線得斜率為，由此便求出某溫度下得反應(yīng)速率常數(shù)k值。由電導(dǎo)與電導(dǎo)率κ得關(guān)系式:G=κ代入(3）式得：(4）通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同時(shí)間溶液得電導(dǎo)率κｔ與起始溶液得電導(dǎo)率κ0,以κt,對(duì)作圖，也得一直線,從直線得斜率也可求出反應(yīng)速率數(shù)k值。如果知道不同溫度下得反應(yīng)速率常數(shù)ｋ(T2）與k(T1），根據(jù)Aｒｒhenius公式，可計(jì)算出該反應(yīng)得活化能Ｅ與反應(yīng)半衰期。(5）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)所需測(cè)定參數(shù)及其測(cè)定方法：根據(jù)此公式,再利用MＡTLAB軟件處理數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)：1。配制溶液配制與NaOＨ準(zhǔn)確濃度(約0、1000ｍol·L－3)相等得乙酸乙酯溶液.其方法就是:找出室溫下乙酸乙酯得密度，進(jìn)而計(jì)算出配制250mL0、１０00mol·L-3（與NaOＨ準(zhǔn)確濃度相同)得乙酸乙酯水溶液所需得乙酸乙酯得毫升數(shù)Ｖ,然后用lmL移液管吸?。謒L乙酸乙酯注入250ｍＬ容量瓶中，稀釋至刻度,即為0、1０00ｍol·L—3得乙酸乙酯水溶液。2.調(diào)節(jié)恒溫槽將恒溫槽得溫度調(diào)至（25、0±0、1)℃［或（３０、0±０、1）℃],恒溫槽得使用見儀器說明書。3。調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀每次測(cè)定電導(dǎo)率前，都要用少量蒸餾水將恒溫夾套反應(yīng)池與電極洗凈,并用濾紙吸干。注意每次洗滌恒溫夾套反應(yīng)池時(shí)不要將通恒溫水得膠管拆除.電導(dǎo)率儀得使用如圖所示。4。溶液起始電導(dǎo)率κ0得測(cè)定分別用2支移液管吸取25mL０、1000ｍｏl·Ｌ－3得ＮaＯH溶液與同數(shù)量得蒸餾水，加入恒溫夾套反應(yīng)池（蓋過電極上沿約2cm），恒溫約15ｍin,并開啟磁力攪拌器攪拌,然后將電極插入溶液,測(cè)定溶液電導(dǎo)率，直至不變?yōu)橹?此數(shù)值即為κ０.５.反應(yīng)時(shí)電導(dǎo)率κt得測(cè)定用移液管移取25mL0、１00０moｌ·Ｌ-３得CH3ＣOOC2H5,加入干燥得25mL容量瓶中,用另一只移液管取25ｍL０、1000moｌ·L—3得ＮaOH,加入另一干燥得25mL容量瓶中.將兩個(gè)容量瓶置于恒溫槽中恒溫１5miｎ。同時(shí),將恒溫夾套反應(yīng)池中測(cè)試過得廢液倒入廢液燒杯中，用蒸餾水水洗凈恒溫夾套反應(yīng)池,濾紙吸干;電極用蒸餾水洗凈，并用濾紙吸干。開啟磁力攪拌器,將恒溫好得分別裝有ＮａOH溶液與ＣＨ3ＣＯOC2Ｈ５溶液得2個(gè)容量瓶從恒溫槽中取出,打開蓋子，迅速、同時(shí)將2個(gè)容量瓶中得溶液倒入恒溫夾套反應(yīng)池中(溶液高度同前),同時(shí)開動(dòng)停表（記錄反應(yīng)得開始時(shí)間),并將電極插入恒溫夾套反應(yīng)池溶液中,測(cè)定溶液得電導(dǎo)率κt，在4miｎ、6ｍin、8mｉn、10min、12mｉｎ、15min、20ｍin、２５min、30miｎ、３５ｍiｎ、40miｎ各測(cè)電導(dǎo)率一次，記下kt與對(duì)應(yīng)得時(shí)間t。6．另一溫度下κ0與κt得測(cè)定調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為(35、0±0、１）℃［或（40、０±0、1）℃]。重復(fù)上述4、5步驟，測(cè)定另一溫度下得κo與κt.但在測(cè)定κt時(shí),按反應(yīng)進(jìn)行４mｉn、6ｍiｎ、8miｎ、10mｉn、12min、１５min、1８min、２1min、24ｍｉｎ、27ｍin、3０min測(cè)其電導(dǎo)率.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電源，取出電極，用電導(dǎo)水洗凈并置于電導(dǎo)水中保存待用。實(shí)驗(yàn)操作及原始數(shù)據(jù)表(2０分）恒溫槽溫度：20、7℃時(shí)間00、5mｉn１miｎ1、５min2min2、５miｎ３miｎ3、５mｉｎ4min4、5min5ｍｉｎ６min電導(dǎo)率8、１47、９47、7４7、467、226、96６、746、５１6、2８6、10５、925、6１時(shí)間７min8min9mｉｎ１０min11ｍiｎ12min13min14ｍin１5ｍｉｎ電導(dǎo)率5、345、１14、914、744、５94、4６4、344、244、1４恒溫槽溫度：６0、3℃時(shí)間0０、5min1min1、5ｍin2min2、5mｉn３min3、５mｉｎ4ｍｉn４、5min5ｍin6min電導(dǎo)率９、439、6４９、４39、058、477、937、4６７、046、6９６、4０6、1９５、84時(shí)間７min8mｉｎ９min1０min1１min1２min13min14ｍin15mｉｎ電導(dǎo)率5、78５、735、６６5、585、５1５、５05、445、4４５、40數(shù)據(jù)處理結(jié)果(30分）1、由方程以κt對(duì)作圖，從直線得斜率也可求出反應(yīng)速率數(shù)ｋ值。恒溫槽溫度:20、7℃時(shí)間00、5mｉｎ1min１、5miｎ2min2、5ｍin3min3、5mｉn4min4、5mｉn5ｍin6min電導(dǎo)率８、１47、947、7４7、46７、2２６、96６、74６、516、2８6、１０5、9２５、６1１、８21、110、9270、8150、7560、7030、6690、6４30、6110、586０、54時(shí)間７ｍin8min9miｎ１0miｎ11ｍｉn12min1３min１4mｉn15min電導(dǎo)率５、3４５、１１4、914、７４4、５９4、4６4、344、2４4、140、50１４0、46750、4３８０、4１10、３8７0、366０、3470、３290、3１4K1=3、05６恒溫槽溫度：６０、3℃時(shí)間0０、5miｎ１miｎ1、5mｉn2min２、5min3min3、５ｍin4ｍin4、5ｍiｎ5ｍｉn6min電導(dǎo)率９、439、649、439、058、477、937、４６7、046、6９6、４0６、１９5、8413、166、974、78３、８7５3、3162、９22、6２32、382５2、１8２2、00６1、73時(shí)間7min8min9ｍin10ｍｉn11mｉn12min13ｍin14ｍｉn1５min電導(dǎo)率5、７８5、735、665、58５、５1５、５０5、4４5、445、4０1、４911、31１1、1731、0640、9740、8９３0、８２９0、７7０、7１2K2=０、428２2、不同溫度下得反應(yīng)速率常數(shù)k（T2）與k（T1），根據(jù)Ａrｒｈeｎiｕs公式，可計(jì)算出該反應(yīng)得活化能E:T1=298、85KT２=３33、４５Kln（ｋ１/ｋ2)=E/R·(１/T1-1/T2)

=lｎ（３、0５６／0、4282)＝E/（8、３1４)*（1/298、8５-1/333、45）最后解得E=47、０５3ｋJ/mｏl思考題(20分)為什么由0、0100moｌ·dｍ-３得NaＯH溶液與0、0１00mｏl·dｍ-3得CＨ3COONa溶液測(cè)得得電導(dǎo)率可以認(rèn)為就是κ0、κ∞?答：ｋ0就是反應(yīng)：CH3COOC２Ｈ5＋NaＯＨ

→CＨ3CＯONa+C2H5ＯH

體系ｔ=0時(shí)得電導(dǎo)率，但就是ＣＨ３ＣOＯC２H5與ＮaＯH混合得瞬間就已開始反應(yīng),因而混合后第一時(shí)間測(cè)得k也不就是ｔ＝0時(shí)得電導(dǎo)率。根據(jù)CＨ3COOC２H5與NaOH體積與濃度都相等，二者混合后濃度均稀釋一倍,若忽略ＣH3COOC２H5得電導(dǎo)率，０、01０0mol·dm-３NａOH所測(cè)κ即為k０。

k∞就是上述反應(yīng)t=∞時(shí)得電導(dǎo)率，當(dāng)反應(yīng)完全時(shí)，CH3COＯNａ得濃度與t＝0時(shí)NaOH濃度相同,若忽略C2H5ＯＨ得電導(dǎo)率，0、0100mol·dm—3得CH３COONa所測(cè)k即為k∞。如果與起始濃度不相等，試問應(yīng)怎樣計(jì)算k值？答：相關(guān)公式：ln（（a(L0－L∞）-b（L０－Lt）)/(a(Lｔ—L∞）)）＝(a—b）kｔ

a－ＨYPEＲLIＮK＂”\t"＂乙酸乙酯濃度；ｂ—NaOH濃度;Ｌ0-開始時(shí)