2023年二级反应乙酸乙酯皂化反应动力学.doc

项目十二级反映—乙酸乙酯皂化反映动力学一、实验目的1、测定乙酸乙酯皂化反映过程中的电导率变化，计算其反映速率系数。2、掌握电导率仪的使用方法。二、实验原理乙酸乙酯皂化反映的反映方程式为：CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH它的反映速率可用单位时间内CH3COONa浓度的变化来表达：(1)式中a、b分别表达反映物酯和碱的初始浓度，x表达通过t时间后CH3COONa的浓度，k2即，表达相应的反映速率系数。若反映物初始浓度相同，均为c0即a=b=c0，则式（1）变为：(2)将上式积分得到：，起始浓度c0为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以x/(c0-x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反映，并可以从直线的斜率求出k值。当t=0时，x=0；t=t时，x=x。积分上式得：(3)式中c为t时刻的反映物浓度，即c0-x。为了得到在不同时间的反映物浓度c,本实验中用电导率仪测定溶液电导率的变化来表达。这是由于随着皂化反映的进行，溶液中导电能力强的OH－离子逐渐被导电能力弱的CH3COO－离子所取代，所以溶液的电导率逐渐减小（溶液中CH3COOC2H5与C2H5OH的导电能力都很小，故可忽略不计）。显然溶液的电导率变化是与反映物浓度变化相相应的。在电解质的稀溶液中，电导率与浓度c有如下的正比关系：=Kc(4)式中比例常数K与电解质性质及温度有关。当t=0时，电导率0的浓度相应于反映物NaOH的浓度c0,因此：o=KNaOHc0(5)当t=t时，电导率t应当是浓度为c的NaOH及浓度为（c0-c）的CH3COONa的电导率之和：t=KNaOHc+KCH3COONa（c0-c）(6)当t=时，OH－离子完全被CH3COO－离子代替，因此电导率应与产物的浓度c0相相应：=KCH3COONac0(7)(5)–(6)得(8)(6)-(7)得(9)将(8)、(9)式代入(3)式，可以得到(10)或(11)据此,以对t作图，或t对作图,可以得到一条直线。求直线的斜率可得反映速率常数k。假如知道不同温度下的反映速率常数k(T2)和k(T1)，根据阿累尼乌斯公式，可计算出该反映的活化能E:(12)三、重要仪器与试剂DDS-11D型电导率仪1台恒温水浴1套双管电导池1个秒表1个移液管(10ml)2支洗耳球1个大试管2支烧杯1个新鲜配置的0.020、0.010molL-1乙酸乙酯溶液0.020、0.010molL-1NaOH溶液。四、实验过程1、打开恒温槽电源，调节至25℃2、测k0在干净的大试管中加入约20ml0.0100mol×L-1NaOH溶液，恒温10min，测电导率（电导基本不随时间变化），即为k0。3、测k¥在干净的大试管中加入约20ml0.0100mol·L-1CH3COONa溶液，恒温10min，测电导率，即为k¥。4、测kt图Ⅲ-3-6双管电导池用移液管分别移取10mL0.0200mol×L-1NaOH溶液放入A管，10mL0.0200mol×L-1CH3COOC2H5放入B管，同时将电导电极用蒸馏水冲洗后，用干滤纸小心吸干电极上粘附着的水分(要特别小心，严防碰擦电极，导致电极上的铂黑脱落!只能用纸片轻轻接触电极)后，把电极放人电导池的A管中，并将电导池置于恒温槽中恒温10min，用洗耳球将B管中的液体吹入A管，吹入一半时按下停表开始计时。反复混合均匀，每隔2min测一次电导率，约30min。5、反映活化能的测定将反映温度调节为35℃，反复环节2、3、4。6、最后，电导电极经自来水、蒸馏水冲洗后，按实验前原样放好。双管电导池经自来水、蒸馏水充足洗净后，送烘箱烘干待用。五、注意事项1、装待测溶液的大试管和电极用蒸馏水洗3遍，再用待测溶液洗3遍。2、测量用的双管电导池应洁净干燥。3、铂黑电极插入电极插口时需固定牢固，以免接触不良。4、测量过程中切勿使铂黑电极与其他物件接触，以免使电池常数发生变化。5、本实验需用电导水最佳先煮沸，否则电导水中溶有少量CO2，减少了NaOH的浓度，而使k0值偏低，并避免接触空气及灰尘杂质落入。6、配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。测定35℃的k0值时，最佳将溶液重新换掉，以避免溶液会吸取空气中的CO2而减少NaOH溶液的浓度，使得k0值偏低。7、乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。若浓度不等，而所得结果仍用两者的浓度相等的公式计算，则作图所得直线也将缺少线性。8、乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，为了避免乙酸乙酯的挥发，应在容量瓶中事先加入适量的蒸馏水，这样可以使加入的乙酸乙酯不久溶于水中形成溶液，减少了乙酸乙酯的损失，配制时动作要迅速。9、温度对速率常数影响较大，需在恒温条件下测定。在水浴温度达成索要的温度后，不急于