物理化学实验报告讲义乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能的测定.pdfVIP

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物理化学实验报告讲义：乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化

能的测定

引言

皂化反应是一种常见的酯水解反应，其速率受到温度、浓度、催化剂等因素的

影响。本实验旨在通过测定不同温度下乙酸乙酯的皂化反应速率，进而确定反应速

率常数和活化能。

实验步骤

1.实验准备：

–配制乙酸钠溶液：称取一定质量的乙酸钠，溶于适量蒸馏水，

稀释至所需浓度。

–配制酚酞指示剂溶液：称取适量酚酞，溶于蒸馏水中，制备

0.1%（质量比）的酚酞指示剂溶液。

2.实验操作：

–取一个耐热烧杯，加入适量的乙酸乙酯和适量的乙酸钠溶液，

并加入少量酚酞指示剂溶液。

–在烧杯的外侧用胶布粘上温度计，记录初始温度。

–将烧杯放入恒温水浴中，控制温度在40℃、50℃、60℃、70℃

和80℃，并记录反应液的温度变化。

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–通过测定溶液颜色的变化，记录反应液从红色到完全无色所需

的时间。

–重复上述操作，得到多组实验数据。

数据处理

1.计算乙酸乙酯的皂化反应速率常数：

–根据实验数据中记录的反应液从红色到无色所需的时间，计算

反应速率，即单位时间内消耗的乙酸乙酯的量。

–将实验数据整理成表格，列出温度、反应时间、反应速率等数

据。

–利用反应速率与温度之间的关系，拟合得到反应速率常数的表

达式。

–根据表达式，计算不同温度下的反应速率常数。

2.计算乙酸乙酯皂化反应的活化能：

–计算不同温度下反应速率常数的对数，即ln(k)与1/T的关系。

–利用线性回归分析，拟合得到ln(k)与1/T的线性关系式，其

中k为反应速率常数，T为温度的绝对温度。

–根据线性关系式，计算活化能Ea。

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结果与讨论

1.反应速率常数的确定：

–将实验数据整理成表格，列出温度、反应时间、反应速率等数

据。表格中每组数据都包含多次实验的平均结果，以减小误差。

–对不同温度下的反应速率进行拟合，得到反应速率常数随温度

变化的表达式。

–在一定温度范围内，反应速率常数随温度的增加而增大，符合

Arrhenius方程。

2.活化能的测定：

–通过线性回归分析，拟合得到ln(k)与1/T的线性关系式。

–根据线性关系式，计算活化能Ea的数值。活化能越大，反应

速率对温度的依赖性越强。

3.讨论：

–实验结果表明，乙酸乙酯的皂化反应速率常数随温度的升高而

增大，符合Arrhenius方程。这是因为随着温度的升高，分子的平均动

能增加，分子之间的碰撞频率也增加，有利于反应的进行。

–活化能的测定结果反映了乙酸乙酯皂化反应的反应机理。活化

能越大，说明反应过程中存在稳定的中间体或高能物种，反应路径更加

复杂。