实验乙酸乙酯皂化反应动力学研究.doc

实验八乙酸乙酯皂化反映动力学研究【摘要】本实验运用电导法测定乙酸乙酯皂化反映不同时刻反映物的浓度，来研究此二级反映的动力学规律，并计算反映的速率常数和活化能。【Abstract】Inthisexperiment,wemakeuseofthemethodofElectricconductivitymethodmeasuringtheconcentrationofthereactantreagentoftheethylacetateesterificationinthesolutionatdifferenttime,Inordertoresearchthedynamicskineticruleofthissecondorderreactionbesidescalculatingtheactivationenergyandtherateconstant.【关键词】皂化反映电导法活化能反映速率常数【Keywords】electricconductivitymethodsaponificationreactionActivationenergyreactionratecontant【前言】化学反映动力学重要研究化学反映的反映机理与速率，通过测定反映级数可以得到一系列与反映相关的信息，比如反映速率常数和活化能。乙酸乙酯皂化反映是一个典型的二级反映。本实验运用电导法测定不同时刻反映物的浓度，由此得到一定温度下此反映的反映速率常数，运用不同温度反映速率常数的数据，可计算出乙酸乙酯皂化反映的活化能。【实验部分】实验原理：乙酸乙酯皂化反映方程式为：CH3COOC2H5＋Na＋＋OH－══CH3COO－＋Na＋＋C2H5OH在反映过程中，各物质的浓度随时间而改变（注：Na＋离子在反映前后浓度不变）。若乙酸乙酯的初始浓度为a，氢氧化钠的初始浓度为b，当时间为t时，各生成物的浓度均为x，此时刻的反映速度为：(10－1)式中，k为反映的速率常数，将上式积分可得：(10－2)若初始浓度a=b，9－(1)式变为，积分得：(10－3)不同时刻各物质的浓度可用化学分析法测出，例如分析反映中的OH－浓度，也可用物理法测量溶液的电导而求得。在本实验中我们采用后一种方法，即用电导法来测定。电导是导体导电能力的量度，金属的导电是依靠自由电子在电场中运动来实现的，而电解质溶液的导电是正、负离子向阳极、阴极迁移的结果，电导L是电阻R的倒数。式中A为导体的截面积，l为导体的长度，Lg称电导率。它的物理意义是：当l=1m，A=1m2时的电导。对一种金属，在一定温度下，Lg是一定的。对电解质溶液的Lg不仅与温度有关，并且与溶液中的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，Lg是各种离子迁移作用的总和，它与溶液中离子的数目，离子所带电荷以及离子迁移率有关。在本实验中，由于反映是在较稀的水溶液中进行的，我们可以假定CH3COONa所有电离，反映前后溶液中离子数目和离子所带电荷不变，但由于CH3COO－的迁移率比OH－的迁移率小，随着反映的进行，OH－不断减少，CH3COO－的浓度不断增长，故体系电导率值会不断下降，在一定范围内，可以认为体系的电导率的减少量和CH3COO－的浓度x增长量成正比，在t=t时(10－4)式中L0为起始时的电导率，Lt为t时的电导率。当t=t时反映终了CH3COO－的浓度为a，即：(10－5)式中L即反映终了时的电导率，K为比例常数，将（4）、（5）代入（3）式得：或写成：(10－6)或(10－7)从直线方程（6）可知，只要测定了L0、L以及一组Lt值后，运用对t作图，应得一直线，直线的斜率就是反映速度和初始浓度a的乘积。k的单位为dm3·mol-1·min-1。反映的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算：(10－8)积分得：(10－9)式中k1、k2分别相应于温度T1、T2的反映速率常数，R为气体常数，Ea为反映的活化能。仪器与药品：DDS－型电导率仪1台电导池1只恒温槽1套100mL恒温夹套反映器1个5mL移液管1支100mL移液管1支50mL的烧杯1个50mL滴定管1支250mL锥形瓶3个秒表1块吸耳球1只CH3COOC2H5试剂（分析纯）NaOH（分析纯）酚酞指示剂溶液实验环节：1、打开恒温槽使其恒温在25℃±0.2℃。2、打开电导率仪。根据附录“电导率仪的使用”对电导率仪进行0点及满刻度校正。并认真检查所用电导电极的常数，并用旋钮调至所需的位置。3、NaOH溶液的配制：（室温下）用一个小烧杯配制少量的浓NaOH溶液，在1000ml的广口瓶装入约900ml的蒸溜水，将所选用实验仪器的测量电极插入水中，假如选用电导率仪测量，电磁搅拌条件下，逐滴加入浓浓NaOH溶液到L=1300～1400μS/cm假如选用离子分析仪测量，电磁搅拌条件下，逐滴加入