實(shí)驗(yàn)七乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)七 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定日期：2008-06-18來源： 作者：字體：大 中 小乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定一、目的及要求 1、測(cè)定皂化反應(yīng)中電導(dǎo)的變化，計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)。 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)。 3、熟悉電導(dǎo)率儀的使用。二、原理乙酸乙酯的皂化反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)：CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將CH3COOC2H5和NaOH采用相同的濃度，設(shè)a為起始濃度，同時(shí)設(shè)反應(yīng)時(shí)間為t時(shí)，反應(yīng)所生成的CH3COONa和C2H5OH的濃度為x，那么CH3COOC2H5和NaOH的濃度為（ax），即CH3COOC2H5+NaOH= CH3COONa+ C2H5OHt=0時(shí)， a a 0 0t=t時(shí)， a-x a-x x xt時(shí)， 0 0 a a其反應(yīng)速度的表達(dá)式為：dx/dt=k（a-x）2k反應(yīng)速率常數(shù)，將上式積分，可得kt=x/a（a-x） *乙酸乙酯皂化反應(yīng)的全部過程是在稀溶液中進(jìn)行的，可以認(rèn)為生成的CH3COONa是全部電離的，因此對(duì)體系電導(dǎo)值有影響的有Na+、OH-和CH3COO-，而Na+、在反應(yīng)的過程中濃度保持不變，因此其電導(dǎo)值不發(fā)生改變，可以不考慮，而OH-的減少量和CH3COO-的增加量又恰好相等，又因?yàn)镺H-的導(dǎo)電能力要大于CH3COO-的導(dǎo)電能力，所以體系的電導(dǎo)值隨著反應(yīng)的進(jìn)行是減少的，并且減少的量與CH3COO-的濃度成正比，設(shè)L0反應(yīng)開始時(shí)體系的電導(dǎo)值，L反應(yīng)完全結(jié)束時(shí)體系的電導(dǎo)值，Lt反應(yīng)時(shí)間為t時(shí)體系的電導(dǎo)值，則有 t=t時(shí)， x=k（L0-Lt）t時(shí)， a=k（L0-L）k為比例系數(shù)。代入*式得Lt=1/ka（L0-Lt）/t+ L以Lt對(duì)（L0-Lt）/t作圖，得一直線，其斜率為1/ka，由此求得k值。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑 恒溫水浴一套，電導(dǎo)率儀一臺(tái)，秒表一只，羊角型電導(dǎo)池一支，移液管一支，試管一只，移液管（10mL）二只，移液管（2mL帶刻度）一只，容量瓶（50mL）一只，容量瓶（1000mL）一只，0.1mol NaOH溶液，乙酸乙酯（A.R）分子量88.11，密度0.9002L/ml）。K1：電源開關(guān) K4：校正調(diào)節(jié) K7：電極常數(shù)調(diào)節(jié)K2：高周、低周開關(guān) K5：量程選擇開關(guān) C1：電極插口 K3：校正、測(cè)量開關(guān) K6：電容補(bǔ)償調(diào)節(jié) C2：10毫伏輸出 四、實(shí)驗(yàn)步驟1 溶液的配制1 1氫氧化鈉溶液的配制用移液管吸取10 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。1 2乙酸乙酯的配制（4組配1瓶） 乙酸乙酯的毫升數(shù)=（NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/5）88.11/0.9先取500mL蒸餾水加入1000mL容量瓶中，加入計(jì)算所得的乙酸乙酯的毫升數(shù)，加水稀釋至刻度搖勻。2 將恒溫槽的溫度調(diào)至2521打開恒溫槽電源，看設(shè)定溫度的黃字如果是25可不調(diào)，直接打開電源即可（如果不是25按功能鍵，使紅色數(shù)字變成SP，這時(shí)按升溫，降溫鍵，使黃字變?yōu)?5.00）。然后按功能鍵使其顯示溫度。3 L0的測(cè)定用移液管量取NaOH和蒸餾水各10mL加入試管中，置于恒溫槽中恒溫。待恒溫10分鐘測(cè)電導(dǎo)率。測(cè)定方法： 打開數(shù)顯電導(dǎo)率儀，儀器自動(dòng)顯示標(biāo)準(zhǔn)。將電極插入試管中，將溫度補(bǔ)償調(diào)至25。將電導(dǎo)池常數(shù)調(diào)到對(duì)應(yīng)位置（如常數(shù)為0.98，常數(shù)調(diào)為9.8）。按動(dòng)“標(biāo)準(zhǔn)/測(cè)量”鍵，進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)電導(dǎo)率儀顯示數(shù)字就是L0的值（用蒸餾水沖洗電極后擦干備用）。4 Lt的測(cè)定將10mLNaOH和10mL乙酸乙酯分別加入羊角型電導(dǎo)池中（兩種溶液不能混合）。恒溫十分鐘后將兩種溶液混合，同時(shí)用秒表記錄下反應(yīng)時(shí)間。并在兩管中混合3次。把電極插入立管中，并在2、4、6、9、12、15、20、25、30、40、50、60分鐘讀取電導(dǎo)率Lt。12組數(shù)讀完后關(guān)閉恒溫槽電源，關(guān)閉電導(dǎo)率儀。實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 實(shí)驗(yàn)完畢后，洗凈電導(dǎo)池。用蒸餾水淋洗電導(dǎo)電極，并用蒸餾水浸泡好。五、數(shù)據(jù)處理1、將t、Lt、L0Lt及（L0Lt）/t等數(shù)據(jù)列于下表：實(shí)驗(yàn)溫度：25 氣壓：98.39kPa L0:1.934 ms/cmt/minLt/(mscm-1)(L0-Lt)/(mscm-1)L0-Lt/t/(mscm-1min-1)21.7930.1410.070541.7000.2340.058561.6120.3220.053791.5060.4280.0476121.4250.5090.0424151.3610.5730.0382201.2780.6560.0328251.2140.7200.0288301.1590.7750.0258401.0750.8590.0215501.0220.9120.0182600.9810.9530.01592、以Lt對(duì)（L0Lt）/t作圖，由所得直線斜率，求出反應(yīng)速率常數(shù)k。隨手蓋上瓶塞殊為重要。 4、乙酸乙酯溶液要重新配制，因放置過久，能自行緩慢水解而影響結(jié)果。七、思考題 1、若需測(cè)定L值，可如何進(jìn)行？答：干燥大試管中加入約5毫升0.01 moldm-3乙酸鈉，恒溫后（約15分鐘）讀數(shù)。 2、若欲計(jì)算本反應(yīng)的活化能，作何種測(cè)定？答：若由實(shí)驗(yàn)求得兩個(gè)不同溫度下得速率常數(shù)k，則可利用公式：計(jì)算出反應(yīng)的活化能E。 不同溫度下乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)文獻(xiàn)值t k(Lmol-1min1)t k (Lmol-1min1)t k (Lmol-1min1)153.3521246.02933310.5737163.5828256.42543411.2382173.8280266.84543511.9411184.0887277.29063612.6843194.365728 7.76243713.4702204.6599298.26223814.3007214.9723308.79163915.1783225.3039319.35224016.1055235.6559329.94574117.0847