乙酸乙酯皂化反应速率数的测定教案邱金恒物理化学实验教案.doc

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 一．实验目的及要求 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的速率常数。 3．掌握DDS—11AT型数字电导率仪和控温仪使用方法。 二．实验原理 1．对于二级反应：A十B产物，如果A，B两物质起始浓度相同，均为a，则反应速率的表示式为： 式中 x为时间t反应物消耗掉的摩尔数，上式定积分得： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（＊） 以作图若所得为直线，证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出k。 所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或产物的浓度，即可求得该反应的速率常数。如果知道不同温度下的速率常数和，按Arrhenius公式计算出该反应的活化能E 2．乙酸乙酯皂化反应是二级反应，其反应式为： 电导率大，电导率小。因此，在反应进行过程中，电导率大的逐渐为电导率小的所取代，溶液电导率有显著降低。对稀溶液而言，强电解质的电导率与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式： ，是与温度、电解质性质、溶剂等因素有关的比例常数，，分别是反应开始和终了时溶液的总电导率。为时间ｔ时溶液的总电导率。由上述三式得： 代入（＊）式得： 　　　 重新排列得： 　　　 因此，以～作图为一直线即为二级反应，由直线的斜率即可求出ｋ，由两个不同温度下测得的速率常数和求出该反应的活化能。 三．实验步骤 1．恒温槽调节及溶液的配制 调节恒温槽温度为298.2K 配制0.0200mol/L的溶液100mL。分别取l0mL蒸馏水和10mL0.0200mol/LNaOH的溶液，加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀，置于恒温槽中恒温5min。 2．的测定 用DDS—11(T)型数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率。 3．的测定 在另一支叉形电导池直支管中加10mL 0.0200mol/L，侧支管中加入l0mL 0.0200mol/LNaOH，并把洗净的电导电极插入直支管中。在恒温情况下，混合两溶液，同时开启停表，记录反应时间(注意停表一经打开切勿按停，直至全部实验结束)，并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。 当反应进行6min时测电导率一次，并在9min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min时各测电导率一次，记录电导率及时间t。 4．调节恒温槽温度为308.2K，重复上述步骤测定其和，但在测定时是按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、2lmin、24min、27min、30min时测其电导率。 四．实验注意事项 1．本实验所用的蒸馏水需事先煮沸，待冷却后使用，以免溶有的致使NaoH溶液浓度发生变化。 2．配好的NaOH溶液需装配碱石灰吸收管，以防空气中进入瓶中改变溶液浓度。 3．测定298.2K、308.2K的时，溶液均需临时配制。 4．所用NaOH溶液和溶液浓度必须相等。 5．溶液须使用时临时配制，因该稀溶液会缓慢水解()，影响的浓度，且水解产物又会部分消耗NaoH。在配制溶液时，因易挥发，称量时可预先在称量瓶中放入少量已煮沸过的蒸馏水，且动作要迅速。 6．为使NaＯH溶液与溶液确保混合均匀，需使该两溶液在叉形管中多次来回往复。 7．不可用纸拭镣电导电极上的铂黑 五．数据记录与处理 例1． 1．速率常数的求解 (1)298.2K时＝1.98ms/cm 时间/min 6 9 12 15 20 25 30 35 40 45 50 60 电导率/us·cm-1 1706 1618 1547 1488 1407 1347 1298 1258 1225 1198 1171 1130 / us·cm-1·s-1 45.67 40.22 36.08 32.08 28.65 25.32 22.73 20.63 18.88 17.38 16.18 14.17 Y = A + B * X Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A 876.84325 6.88889 B 18.46247 0.24407 ----------------------------------------- 298.2K时，k=18.5 反应速率常数k（298.2K）=1/（18.5×0.0100）=5.4 （2）308.2K时＝2.10ms/cm 时间min 4 6 8 10 12 15 18 21.25 24 27 3