实验十乙酸乙酯皂化反应动力学研究20051216..doc

实验十 乙酸乙酯皂化反应动力学研究 一、实验目的与要求：  1、掌握化学动力学的某些概念。  2、测定乙酸乙酯皂化反应的速度常数。 熟悉电导率仪的使用方法。 预习要求： 了解电导法测定化学反应速度常数的原理。 了解DDS-型电导率仪的使用方法。 三、实验原理：  乙酸乙酯皂化反应方程式为：  CH3COOC2H5＋Na＋＋OH－ ══ CH3COO－＋Na＋＋C2H5OH  在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变（注：Na＋离子在反应前后浓度不变）。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，此时刻的反应速度为： (10－1) 式中，k为反应的速率常数，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，例如分析反应中的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，而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，由于反应是在较稀的水溶液中进行的，我们可以假定CH3COONa全部电离，反应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，随着反应的进行，OH－不断减少，CH3COO－的浓度不断增加，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增加量成正比，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?时反应终了CH3COO－的浓度为a，即： (10－5) 式中L?即反应终了时的电导率，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，利用对t作图，应得一直线，直线的斜率就是反应速度和初始浓度a的乘积。k的单位为dm3·mol-1·min-1。 反应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分别对应于温度T1、T2的反应速率常数，R为气体常数，Ea为反应的活化能。 四、仪器与药品：  DDS－型电导率仪 1台 电导池 1只 恒温槽 1套 100mL恒温夹套反应器 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 五、实验步骤： 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