实验16 乙酸乙酯皂化反应教案

发布时间：2020-03-02 15:11:57 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

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实验16 乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

一、实验目的

1.了解测定化学反应速率常数的一种物理方法—电导法。 2.了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应速率常数。 3.掌握DDS―11C型电导率仪的使用方法。

二、实验原理

乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5＋Na+＋OH ˉ

→ CH3COOˉ ＋Na+＋C2H5OH

它是二级反应，其速率方程式可表示为：

dxk(ax)(bx)

dt式中： x为时间t时产物的浓度，a、b分别为乙酸乙酯、氢氧化钠的初始浓度，k为反应的速率常数。

1x若A和B两物质初始浓度相同，即a=b，积分得：

k

ta(ax)以x对 t作图，若所得为一条直线，则证明是二级反应，并可以从直线的斜率求ax出k 。

乙酸乙酯皂化反应中，导电离子有OH－、Na＋和CH3COO－，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的，因此反应前后Na的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH－逐渐被电导能力弱的CH3COO－所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物（或产物）浓度随时间变化的目的。

因此，对乙酸乙酯反应来说，反应物与产物只有NaOH与NaAc是强电解质，若在稀溶液反应，则有：

初始时溶液的电导率 0B1a

t=(反应完毕)时溶液的电导率B2a

时间t时溶液的总电导率tB1(ax)B2x

B1、B2是与温度、电解质性质、溶剂等因素有关的比例常数；0为；t为；为。0t

由此三式可得： xa0＋将其代入上面速率方程式得：

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t

k10

att重新排列得：

t10t

akt因此，通过实验测定不同时间溶液的电导率t和起始溶液的电导率0，然后以t对0tt作图为一直线即为二级反应，由直线的斜率即可求出反应速率常数k，再由两个不同温度下测得的速度常数k(T1)、k(T2)，求出该反应的活化能。不同温度下的速率常数k (T1)和k (T2)，按阿仑尼乌斯公式可以计算出该反应的活化能Ea：

k(T2)

aR（T2T1）lnT2T1k(T1)

三、实验步骤

1.恒温水浴的调节

本实验测定两个温度下的速率常数，恒温水浴的温度分别调节至（25.0±0.2）℃、（35.0±0.2）℃。调温操作在温度控制器面板上，升温过程需注意温控器显示温度与水浴槽中温度计显示温度的差异，应以温度计读数为准。

2.电导率仪的调节

电导率仪的校正：首先打开电导率仪电源开关，使其预热5min左右，将电极插入蒸馏水中，将温度旋钮旋至室温读数，并检查常数旋钮刻线是否与该电极的电导池常数一致，旋转量程选择档至×103档，将测量/校正按键按至校正一端，旋转调整旋钮，使指针指向满刻度处。

电导率的测定：校正后，将电极从蒸馏水中取出，用滤纸吸干电极外表的水，将电极插入已经恒温好的溶液中，检查电极极板全部没入溶液中，将测量/校正按键按至测量一端，待指针稳定，读取数据。

3.溶液起始电导率0的测定

用移液管吸取25m1 0.02mol/dm3氢氧化钠溶液移入一洁净、干燥的锥形瓶中，移取25m1电导水稀释一倍，（稀释原因？）盖上胶皮塞（防止空气中的CO2溶入溶液改变NaOH

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浓度），混合均匀，置于恒温水浴中恒温10min。

将电导电极用蒸馏水洗净，用滤纸吸干表面水滴，然后插入已恒温的NaOH稀溶液中，测定其电导率0，测后的溶液盖上胶皮塞留作后面使用。

4.溶液t的测定

另取两个锥形瓶，用移液管分别吸取25ml 0.02mol/dm3的Na0H溶液和25ml 0.02mol/ dm3的乙酸乙酯溶液分别移入瓶中，盖好胶塞，放入恒温水浴中恒温10min。然后迅速将乙酸乙酯溶液倒入盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶中，（可否将氢氧化钠溶液倒入乙酸乙酯溶液的锥形瓶中？）在恒温条件下混合并摇匀溶液，同时开始记时（此时注意盖好胶皮塞，以防空气中的CO2溶入溶液对反应产生干扰），之后把已经校正、洗干净的电导电极插入到溶液中，当反应进行6min时测电导率一次，并在8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时各测电导率一次，记录电导率t及时间t。

5.另一温度下0和t的测定

调节恒温槽的温度为（35.0±0.2）℃，用第3步留下的溶液测定0，然后另配溶液按步骤4测定t。但在测定时t是按反应进行到4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时测其电导率。

实验结束后，将电导电极用蒸馏水洗净，插入装有蒸馏水的锥形瓶中保存，同时将用过的锥形瓶用蒸馏水洗净，倒扣在桌面上。

四、实验注意事项：

1．恒温温度以水浴槽中温度计读数为准；

2.用滤纸吸干电极外表的水份时，注意不要将滤纸插入电导池的金属极板之间，以防损伤极板。

3.将电极插入溶液中测定前一定检查电极极板要全部没入溶液中，否则会影响电导率数值。

4.读取溶液电导率时，需注意电导率数值与反应时间一一对应好。

5.测定两个温度下的电导率时，0溶液可重复使用，t溶液必须重新配制。 3．计算乙酸乙酯皂化反应的活化能Ea

EaR（T2T1k(T2)）ln46.90kJ/mol T2T1k(T1)

六、思考题

(1) 如果乙酸乙酯与氢氧化钠起始浓度不同，应如何计算k值?

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