实验十三 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数.ppt

实验十三 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 一、实验目的与要求 1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。 2、了解二级反应的特点，掌握化学动力学的某些概念。 3、掌握电导率仪的使用方法。 二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应，是一个典型的二级反应，其反应方程式为 CH3COOC2H5＋Na++OH-　→ CH3COO-＋Na+＋C2H5OH 在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变，不同时刻各物质的浓度可用化学分析方法测出，例如某一时刻的OH-浓度，可用标准酸进行滴定求得，也可通过物理方法测量溶液的某些物理性质而求得。本实验采用电导率仪测定溶液的电导值G随时间的变化关系，可以监测反应的过程，进而求算反应的 速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度有关，为了处理方便起见，在设计实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同浓度C作为起始浓度，当反应时间为t时，反应所生成的CH3COO-和C2H5OH的浓度为x，那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度则为（C-x），设逆反应可以忽略，则应有 CH3COOC2H5＋NaOH　→ CH3COONa＋C2H5OH t＝0 时 C C 0 0 t＝t 时 C－x C－x x x t→∞时 →0 →0 →C →C 二级反应的速率方程可表示为 （13－1） 式中k为反应速率常数，将上式积分得： （13－2） 显然，只要测出反应过程中t时的x值，再将C代入，就可以算出反应常数K值。 在本实验中由于反应是在稀的水溶液中进行的，因此可以假定CH3COONa全部电离，溶液中参与导电的离子有Na+、OH-、CH3COO-等，而Na+在反应前后浓度不变，但由于CH3COO-的迁移率比OH-的的迁移率小，随 着反应的进行，OH-的浓度不断减少，而CH3COO-的浓度不断增加，所以体系的电导率值不断下降，在一定范围内可以认为体系的电导率减少量和CH3COO-的浓度x的浓度的增加量成正比，即 t＝t 时 x＝β （G0－Gt） （13－3） t＝∞ 时 C＝β（G0－G∞） （13－4） 式中G0和Gt分别为起始时和t时的电导率值，G∞为反应终了时的电导率值，β为比例常数，将式（13－3）、（13－4）代入（13－2）式得 （13－5） 或写成 （13－6） 从方程式（13－6）可知，只要测定出G0、G∞以及一组Gt后，利用（G0－Gt）/（Gt－G∞）对t作图，应得一直线，由斜率即可求反应速率常数K值K的单位为min-1·mol-1·dm3。 反应的活化能可根据阿累尼乌斯公式 计算 （13－7）积分得 （13－8） 式中k1、k2分别为对应于温度T1，T2时测得的反应速率常数，R为气体常数，Ea为反应的活化能。 三、仪器与试剂 电导率仪 1台，移液管（25ml） 2只 恒温水浴 1台，容量瓶（100ml） 2只 秒表 1块，容量瓶（50ml） 1只 0.0100mol·l-1标准NaOH溶液，0.0200mol·l-1标准NaOH溶液 0.0100mol·l-1CH3COONa溶液，0.0200mol·l-1 CH3COOC2H5溶液（以上溶液皆新鲜配制） 四、实验步骤 1、启动恒温水溶使其调至25℃±0.2℃。 打开电导率仪，根据附录“电导率仪的使用”对电导率仪进行校正。 2、配制0.0200mol·l-1，0.0100mol·l-1NaOH标准溶液，0.0100mol·l-1CH3COONa，0.0200mol·l-1 CH3COOC2H5溶液。 3、G0和G