乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定免费范文Word格式.docx
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jiān）时溶液的电导，
）的电导。
将〔4.6〕、〔4.7〕两式代入〔4.5〕式得：
整理（zhěnglǐ）得：
4.8
实验（shí
n）中测出
及不同时刻所对应的
，用
对
作图得一直线，由直线的斜为反响进展完全〔→∞〕
率可求出速率常数
假设测得两个不同温度下的速率常数
，
后，可用〔4.4〕式求出该反响的活化能。
三、仪器与试剂
1、仪器
电导率仪（附DJS-1型铂黑电极）1台；
电导池1只；
恒温水浴1套；
停表1只；
移液管（10ml）3只；
磨口三角瓶（200ml）1个。
2、药品
NaOH水溶液（0.0200mol·
dm-3）；
乙酸乙酯（A.R.）；
电导水。
四、实验步骤
1.配制溶液
-1
配制与NaOH准确浓度（约0.0200mol·
L）相等的乙酸乙酯溶液。
其方法是:
找出室温下
乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol·
L（与NaOH准确浓度一样）的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管汲取Vml乙酸乙酯注入250ml容量
瓶中，稀释至刻度，即为0.0200mol·
L的乙酸乙酯水溶液。
2.调节恒温槽
将恒温槽的温度调至（25.0±
0.1）℃［或（30.0±
0.1）℃］。
3.调节电导率仪
4.溶液起始电导率κ0的测定
在枯燥的200ml磨口三角瓶中，用移液管参加50ml0.0200mol·
L的NaOH溶液和同数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池（盖过电极上沿约2cm），恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0。
5.反响时电导率κt的测定
用移液管移取50ml0.0200mol·
L的CH3COOC2H5，参加枯燥的200mL磨口三角瓶中，
用另一只移液管取50ml0.0200mol·
L的NaOH，参加另一枯燥（gānzà
o）的200ml磨口三角瓶中。
将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。
同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。
将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反响的开场时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池（溶液高度同前），测定溶液的电导率kt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。
6.另一温度（wēndù
）下κ0和kt的测定
调节恒温槽温度为（35.0±
0.1）℃［或（40.0±
重复上述4、5步骤，测定另一温度下的κo和kt。
但在测定κt时，按反响进展4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。
实验完毕（jié
shù
）后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。
五、数据的记录及处理
1、作图：
G0?
Gt
～t,由斜率（xié
lǜ）、截距，求k。
Gt?
G?
kT2kT1
?
EaR
T2?
T1?
求Ea。
TT12?
2、根据（gēnjù
）两个温度下的k，由ln
1、每次更换电导池溶液时，都要用电导水淋洗电极和电导池，接着用被测溶液淋洗2～3次，注意不要接触极板，用滤纸吸干电极时，只吸电极底部和两侧，不要吸电极板。
2、电极引线不能潮湿，否那么将测不准。
3、高纯水被盛入容器后应迅速测量，否那么电导率变化很快，因空气中CO2溶于水中，变2-为CO3。
4、盛被测溶液的容器必须清洁、无离子污染。
七、考虑题
1、为何本实验要在恒温条件下进展，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先加热？
2、反响级数只能通过实验来确定，如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反响为二级反响？
3、乙酸乙酯皂化反响为吸热反响，在实验过程中如何处理这一影响（yǐngxiǎng）而使实验得到较好的结果？
4、假如（rú
guǒ）氢氧化钠和乙酸乙酯溶液均为浓溶液，能否用此方法求k值？
为什么？
篇二：
乙酸乙酯皂化反响速率常数（chá
ngshù
）的测定
【数据（shù
jù
）记录与处理】
恒温（hé
ngwēn）温度=25.00℃κ0=1880μs·
cmV乙酸乙酯=10.00mL[乙酸乙酯]=0.0200mol/LVNaOH=10.00mL[NaOH]=0.0200mol/L
数据处理：
?
t对
0t
t
作图,求出斜率m，并由m?
1
求出速率常数kc0
作图可知：
m1=18.98
k1=1/（mc0）=1/（18.98×
0.0100）=5.27L/（mol·
min）文献参考值：
k〔298.2K〕=〔6±
1〕L/（mol·
min）
②采用同样的方法求35℃的反响速率常数kT2，计算反响的表观活化能Ea：
恒温温度=35.00℃κ0=2300μs·
cm-1
V乙酸乙酯=10.00mL[乙酸乙酯]=0.0100mol/LVNaOH=10.00mL[NaOH]=0.0100mol/L
m2=9.45
k2=1/（mc0）=1/（9.45×
0.0100）=10.58L/（mol·
k〔308.2K〕=〔10±
2〕L/（mol·
b.计算反响的表观活化能：
∵m1?
1,m2?
1
k2c0k1c0那么
k2m1
k1m2
又ln
k2Ea11?
（?
）k1RT1T2
∴ln
m1Ea11
）m2RT1T2
m2T1?
T2
m1T2?
T1
Ea?
R?
ln
∴
18.98308?
298
9.45308?
53.21kJ/mol?
8.314?
【实验结果分析与讨论】
⑴实验（shí
n）结果分析
根据乙酸乙酯皂化反响的速率常数（chá
）与温度的关系：
lgk＝－1780T-1＋0.00754T＋4.53
①当T＝298.2K时：
lgk1＝－1780÷
298.2＋0.00754×
298.2＋4.53＝0.809
∴298.2K时的理论速率（sù
lǜ）常数：
k1＝6.442L/（mol·
min）实验测定值与理论值比拟的相对误差：
5.27?
6.442
100%18.2%
6.442
②当T＝308.2K时：
lgk2＝－1780÷
308.2＋0.00754×
308.2＋4.53＝1.078
∴308.2K时的理论速率常数：
k2＝11.967L/（mol·
min）实验测定值与理论值比拟（bǐjià
o）的相对误差：
③又ln
10.58?
11.967
100%11.6%
11.967
lg
k2
lgk2?
lgk1?
0.269k1
10?
0.269?
1.858k1
ln
ln1.858?
0.619k1
k2T1?
k1T2?
308?
298308?
0.61947.3kJ/mol
相对误差（xiānɡduì
wù
chà
）：
53.2?
47.3
100%?
12.4%
47.3
⑵实验结果讨论
本实验用电导法测定反响物乙酸乙酯与NaOH起始浓度一样的情况下，25℃、35℃温度下乙酸乙醋皂化应的速率常数，它们分别为5.27L/（mol·
min）、10.58L/（mol·
min），与理论值比拟的相对误差分别为-18.2%、-11.6%，由速率常数计算得到的活化能为53.2kJ/mol，与理论值比拟的相对误差为12.4%。
实验测定的数值与理论值比拟的相对误差比拟大，主要原因可能有：
①温度不够恒定。
温度对反响速率k受温度的影响很大，实验所使用的恒温槽的恒温效果不是很好，在测定的过程中温度会有±
0.2℃的飘动，造成实验测定数值产生误差；
②实验测定速率常数与活化能的前提是反响物乙酸乙酯与NaOH起始浓度一样，由于反响物浓度很低〔0.0200mol/L〕，因此，很难把两种溶液的浓度配制得恰好相等，所以，实验测定时很可能（kěné
ng）反响物浓度时不相等的，因此，会对实验测定结果造成很大的影响。
③乙酸乙醋易挥发，当场配制既浪费时间又很难准确，必须由实验老师先大量配制好，但在放置过程中往往会因为发生水解，而使得浓度降低，因此，由于不能保证乙酸乙酯浓度的准确性而影响实验结果（jiēguǒ）的测定。
④，配制好的NaOH溶液也会吸收空气中CO2，虽对NaOH溶液的准确（zhǔnquè
）浓度事先进展了标定，而实
—
验时被测的却是电导率，OH—与CO32两离子的电导数值差异（chābié
）又很大，结果会使测定后期的数据偏向逐渐增大。
不同的反响物初始浓度比对电导法测定皂化（zà
）反响速率常数有明显的影响：
①当乙酸乙酯的初始浓度和氢氧化钠的初始浓度相等时（a=b），可用电导法测定皂化反响的速率常数。
但由于物质纯度的限制及配制溶液时的误差等原因，很难使a与b到达真正意义上的相等,而且影响测定的因素也较多，故使所测结果仍有一定的误差。
②当a<
b（1<
ba≤115）时，NaOH过量，体系中由于消耗了与CH3COOC2H5等量的NaOH，使体系的电导也会产生很大的变化，而且所需时间也较小，a与b的浓度也可分别控制。
实验证明，在所选浓度范围内,用电导法可较好地测定皂化反响的速率常数。
③当a>
b（1<
ab≤114）时，乙酸乙酯过量，NaOH被较快地消耗掉。
但由于CH3COOC2H5对电导的奉献可以忽略，却对反响速率有影响，导致作图时得不到一条直线，从而也就不能用电导法测定a>
b时皂化反响的速率常数。
【提问与考虑】
⑴为何本实验要在恒温条件进展，而CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？
答：
因为反响速率k受温度的影响大，〔kT+10〕/kT=2~4，假设反响过程中温度变化比拟大，那么测定的结果产生的误差较大；
反响物在混合前就预先恒温是为了保证两者进展反响的时候是一样温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。
⑵为什么CH3COOC2H5和NaOH起始（qǐshǐ）浓度必须一样，假如不同，试问怎样计算k值？
需按k＝
κ?
κtb（a?
x）1
lna（a为两溶液中浓度（nó
ngdù
）较低的一个溶计算k值。
式中x＝0
t（a?
b）a（b?
x）κ0?
κ?
液的浓度）。
X的表达式推导（tuīdǎo）如下：
①设NaOH的起始（qǐshǐ）浓度为a，CH3COOC2H5起始浓度为b，且a＜b，那么有：
NaOH＋CH3CH3COONa＋C2H5OH
t＝0ab00t＝ta－xb－xxxt＝∞0b－aaa又因为强电解质稀溶液的电导率与其（yǔqí
）浓度成正比，故有:
κ0＝A1a；
κ∞＝A2a；
κt＝A1（a－x）＋A2x
A1、A2是与温度、溶剂、电解质NaOH及CH3COONa的性质有关的比例常数。
κt
a联立上述三个式子，可得出：
x＝0
κ0?
②设NaOH的起始浓度为b，CH3COOC2H5起始浓度为a，且a＜b，那么有：
NaOH＋CH3COOC2H5CH3COONa＋C2H5OH
t＝0ba00t＝tb－xa－xxxt＝∞b－a0aa又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比，故有:
κ0＝A1b；
κ∞＝A1（b－a）＋A2a；
κt＝A1（b－x）＋A2x
⑶有人提出采用pH法测定乙酸乙酯皂化反响速率常数，此法可行吗？
－－
可以。
CH3COOC2H5＋OH=CH3COO＋C2H5OH，反响速率方程为：
v=dx/dt=k（a-x）（b-x），当起始浓度一样〔a=b〕，对该式积分简化得：
k=x/ta（a-x）。
设t时刻溶液的pH值为ε〔t〕，那么此时溶液OH-〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕的浓度为ct〔OH-〕=10pH-14，即a-x=10pH-14，ka=[a-10pH-14]/[t·
10pH-14]，用a-10pH-14对[t·
10pH-14作图，可得一条直线，该直线的斜率m=ka，即k=m/a。
⑷假如NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液，是否能用此法求算k值？
不能。
因为在推导时，前提条件是强电解质的稀溶液，只有溶液浓度足够稀时，才能保证浓度与电
－
导有正比关系。
一般（yībān）NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200mol·
dm3为宜，假设浓度过低，那么因电导变化太小，测量误差大。
【参考文献】
[1]何广平等编.物理化学实验（shí
n）.北京:
化学工业出版社,2001.[2]杨百勤.物理化学实验.北京:
化学工业出版社,2022.[3]傅献彩等.编物理化学（第五版）.高等教育出版社,2022.
[4]易回阳.江林.黄玲.电导法测定皂化反响速率常数的影响（yǐngxiǎng）因素.湖北师范学院学报.No14,2001
篇三：
实验报告
课程名称：
大学化学实验（shí
n）〔P〕指导老师：
成绩：
_______________
实验名称：
乙酸乙酯皂化反响速率常数的测定实验类型：
物性测试同组学生姓名：
无【实验目的】
1.学习测定化学反响动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。
2.学习反响动力学参数的求解方法，加深理解反响动力学的特征。
3.进一步认识电导测定的应用，纯熟掌握电导率仪的使用。
【实验原理】对于二级反响
A+B→产物假如A，B两物质起始浓度一样，均为a，那么反响速率的表示式为
dx2
〔1〕?
k〔a-x〕
dt式中：
x为t时刻生成物的浓度。
式〔1〕定积分得：
以
〔2〕1?
x
k
t?
a（a?
x）
x
对t作图，假设所得为直线，证明是二级反响。
并可以从直线的斜率求出k。
所以在反响进展过a?
程中，只要可以测出反响物或生成物的浓度，即可求得该反响的速率常数k。
温度对化学反响速率的影响常用阿伦尼乌斯方程描绘
Edlnk
a2〔3〕dTRT
式中：
Ea为反响的活化能。
假定活化能是常数，测定了两个不同温度下的速率常数k（T1）和k（T2）后可以按式〔3〕计算反响的活化能Ea。
T1T2?
〔4〕k（T2）
RT?
Tk（T1）12
乙酸乙酯皂化反响（fǎnyì
ng）是一个典型的二级反响，其反响式为：
CH3COOC2H5?
OHCH3COOC2H5OH
反响系统（xì
tǒng）中，OH电导率大，CH3COO电导率小。
所以，随着反响进展，电导率大的OH逐渐为电导率小的CH3COO
所取代，溶液电导率有显著降低。
对于稀溶液，强电解质的电导率κ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。
假设乙酸乙酯皂化反响在稀溶液中进展，那么存在（cú
nzà
i）如下关系式：
----
0?
A1a〔5〕?
A2a〔6〕
t?
A1（a?
x）?
A2x〔7〕
A1，A2分别是与温度、电解质性质和溶剂（ró
ngjì
）等因素有关的比例常数；
κ0、κt、κ反响时间为t和反响终了时溶液的总电导率。
由式〔5〕—式〔7〕，得
∞
分别为反响（fǎnyì
ng）开场、
0tx
0
代入式
（2）并整理，得
a〔8〕?
因此，以?
10t〔9〕ak?
作图为一直线即说明该反响为二级反响，且由直线的斜率可求得速率系数k；
由两个不同温度下测得的速率系数k（T1）与k（T2），可以求出反响的活化能Ea。
由于溶液中的化学反响实际上非常复杂，如上所测定和计算的是表观活化能。
【试剂与仪器】
仪器DDS-llA型电导率仪1台；
自动平衡记录仪1台；
DJS-1型电导电极1支；
双管反响器2只、大试管1只；
100mL容量瓶1个；
20mL移液管3支；
0.2mL刻度移液管1支。
试剂0.0200mol/L的NaOH溶液；
乙酸乙酯〔AR〕；
新颖去离子水或蒸馏水。
【实验步骤】
1.仪器准备：
学会电导率仪的使用和读数方法，正确选择其量程，并将电导率仪的记录输出与记录仪
相连。
2.配制（pè
izhì
）乙酸乙酯溶液：
用容量瓶配制0.0200mol/L的乙酸乙酯溶液100mL。
乙酸乙酯密度与温度的关
系式
ρ=924.54-1.168t-1.95×
10-3t2〔10〕
其中ρ、t的单位（dānwè
i）分别为kg/m3和℃。
〔需要乙酸乙酯约0.1762g〕3.测量
〔1〕?
0的测量。
将恒温水浴调至30℃，用移液管汲取20mL0.200mol/L的NaOH溶液装入干净的大试管中再参加20mLH2O，将电导电极（dià
njí
）套上塞子，电极经去离子水冲洗并用滤纸吸干后插入大试管中，大试管放入恒温水浴恒温约10min，将电导率仪的“校正测量〞开关扳到“测量〞位置，记录仪开场记录。
〔2〕?
t的测定。
将干净枯燥的双管反响（fǎnyì
ng）器置于恒温水浴中，有移液管取20mL0.200mol/L乙酸乙酯溶液，放入粗管。
将电极用电导水认真冲洗3次，用滤纸小心吸干电极上的水，然后插入粗管，并塞好。
用另一支移液管取20mL0.200mol/LNaOH溶液放入细管，恒温约10min。
用洗耳球迅速反复抽压细管两次，将NaOH溶液尽快完全压入粗管，使溶液充分混合。
记录仪必须在反响前开场记录，大约20min可以停顿测量。
〔3〕重复（chó
ngfù
）以上步骤，测定40℃时反响的?
0与?
t。
【数据记录与处理】
室温：
27.4℃，大气压：
101.78kPa。
2
T1=30.00℃
0=9.23格?
0=2.20×
103μs/cma=0.01mol/L
表1乙酸乙酯皂化反响动力学实验数据记录〔30.00℃〕
时间t/min0
0.421.272.123.124.225.326.337.308.289.1710.1711.2312.4013.6014.70
格子数?
t/格
9.259.108.878.678.488.318.167.987.877.737.647.547.457.357.237.18
图130.00℃时
~〔?
—?
〕/t曲线
〔?
0—?
t〕/t
0.3100.2830.2640.2400.2180.2010.1970.1860.1810.1730.1660.1590.1520.1470.139
根据图1得到30.00℃以?
对?
0t作图斜率为11.559min-1
即1/ak=11.559min-1k=1/〔11.559min-1×
0.01mol/L〕因此，30℃乙酸乙酯皂化反响速率系数为8.65L·
mol-1·
min-1
3
=8.65L·
T2=40.00℃
0=10.68格?
0=2.54×
表2乙酸乙酯皂化反响动力学实验数据（shù
）记录〔40.00℃〕
时间（shí
jiān）t/min0
1.252.453.504.976.077.038.109.1810.5711.6812.9514.0515.05
格子（gé
zi）数?
10.6210.019.549.198.878.678.58.338.208.057.967.837.757.68
0.5360.4650.4260.3640.3310.3100.2900.2700.2490.2330.2200.2090.199
图240.00℃时
〕/t曲线（qūxià
n）
4
根据图2得到（dé
dà
o）40.00℃以?
对0t作图斜率为6.850min-1
即1/ak=6.850mink=1/〔6
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