乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定_精品文档Word文档格式.doc

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假设A1、A2分别为OH-和CH3COO-的浓度和电导关系的比例常数，那么有以下关系式：

κ0=A1a（4）

κ∞=A2a（5）

κt=A1（a-x）+A2x（6）

从（4）-（6）式可以推导得到

x=a（κ0-κt）/（κ∞-κt）（7）

（7）式代入（3）中得：

（8）

（其中κ0，κt，κ∞表示反应时间为0，t，∞）。

以κt对（κ0-κt）/t作图，应得一直线，从斜率可以求得k。

根据阿伦尼乌斯方程从两个温度T1，T2下的反应速度常数，可求得反应的表观活化能Ea。

（8）

三.实验仪器与药品:

仪器:

DDS—11A型电导率仪一台；

无纸记录仪一台；

恒温水浴一套；

DJS—1型电导电极一只；

双管反应器两个大试管一个；

100毫升容量瓶一个；

20毫升移液管三支；

0.5毫升刻度移液管一支。

药品:

0.0200MNaOH溶液；

分析纯乙酸乙酯；

新鲜去离子水或蒸馏水。

四.实验步骤:

1）熟悉电导率仪的使用。

调节表头零点，将“校正、测量”开关打到校正位置，打开电源，预热数分钟，将电极常数调节旋纽调节到配套电极的相应位置，将“高周、低周”开关打到高周，仪表稳定后，旋动调整旋纽，使指针满刻度，然后将“校正、测量”开关打到测量位置，选择合适的量程，即可用来测定溶液的电导率。

2）制成0.0200M乙酸乙酯溶液。

将0.20毫升（根据计算结果确定）乙酸乙酯稀释至100毫升。

注意容量瓶中预先加入60-70毫升的去离子水，再用移液管将乙酸乙酯加入其中并稀释至刻度。

3）恒温水浴调至300C，将洁净干燥的双管反应器置于恒温水浴中，将20ml0.0200M乙酸乙酯溶液加入粗管，洗并擦净电极放入粗管。

4）将20ml0.0200MNaOH溶液放入细管管，恒温10分钟，记录仪开始记录。

5）用吸耳球通过细管塞子上的小管迅速抽压两次将溶液迅速混合，25分钟后停止记录，保存数据，在计算机上从相应的曲线上读取10~15个点。

6）重复以上步骤，测定35℃时的κt。

7）注意每次测完后都要马上洗净双管反应器去烘干以备下一步反应。

电极每次用完后都要洗净擦干。

五.数据记录及处理:

1．将记录曲线外推到t=0时，求得κ0值。

从表1、表2可见，30oC,κ0=6.92；

35oC,κ0=7.41。

2．在记录曲线上选取10~15个点，以κt对（κ0-κt）/t作图，由所得直线的斜率求k。

表1.反应温度30oC条件下不同时间反应体系的电导率

温度

30oC

No

t/s

κt

（κ0-κt）*1000/t

1

6.92

2

68

6.66

3.824

3

115

6.51

3.565

4

174

6.34

3.333

5

236

6.18

3.136

6

375

5.89

2.747

7

449

5.75

2.606

8

519

5.64

2.466

9

603

5.51

2.338

10

679

5.41

2.224

11

757

5.31

2.127

12

851

5.22

1.998

13

953

5.12

1.889

14

1052

5.04

1.787

表2.反应温度35oC条件下不同时间反应体系的电导率

35oC

7.41

103

6.97

4.272

170

6.76

238

6.58

3.487

309

6.41

3.236

377

6.27

3.024

440

6.16

2.841

522

6.03

2.644

604

5.92

2.467

690

5.82

2.304

812

5.69

2.118

905

5.6

1004

1.892

1076

5.46

1.812

图1.κt~（κ0-κt）/t图

3．由30.00C与35.00C两个温度下所测的k值求表观活化能

T

k（Lmol-1Sec-1）

Ea（kJ/mol）

303.15

0.1224

41.0

308.15

0.1594

文献值：

Ea=45.1kJ/mol

25.00Ck=6.47（Lmol-1min-1）=0.1078（Lmol-1Sec-1）

胡英主编，物理化学（上），高等教育出版社，1999年，p316

六.思考题

1.为什么乙酸乙酯与氢氧化钠溶液必须足够稀？

因为在稀溶液中，每种强电解质的电导率，与其浓度成正比，所以可以用测电导率的方法来测定反应过程中反应物浓度的变化。

2.被测溶液的电导主要是哪些离子的贡献？

被测溶液的电导主要是钠离子、氢氧根离子和乙酸根作的贡献。

3.为什么用洗耳球压溶液混合要反复两次，而且动作要迅速？

实验要求反应液要混合均匀，因此要反复地压两次来使溶液混合均匀。

动作迅速是为了避免记时的误差。

4.为什么可以用记录纸的格子数代替电导率计算反应速度常数？

由于电导率的大小与实验中的记录仪的格子数目成正比，且x=a（κ0-κt）/（κ∞-κt）,即转化率值与电导率的单位无关，因此可以用记录仪的格子数来代替电导率仪的读数。

5.反应溶液在空气中放置时间太长对结果有什么影响？

会影响反应物初始浓度的准确性。

若乙酸乙酯溶液在空气中放置时间太长会使乙酸乙酯挥发，另外氢氧化钠溶液则有可能吸收空气中的二氧化碳而变质。

6.要确定κ∞可采用哪些方法？

l由公式（8）可知，由κt对（κ0-κt）/t作图得到一条直线，截距为κ∞。

l测定相同浓度醋酸钠的电导率。

l测定乙酸乙酯和氢氧化钠长时间反应后的电导率值。