乙酸乙酯皂化反应实验报告.pdf

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1、-*万里学院生物与环境学院万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称：乙酸乙酯皂化反应班级同组*指导教师签字一、一、实验预习实验预习（30 分）1 实验装置预习（10 分）年月日指导教师（签字）成绩2 实验仿真预习（10 分）年月日指导教师（签字）成绩3 预习报告（10 分）指导教师（签字）成绩（1）实验目的1用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。2掌握用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。3学会使用电导率仪和超级恒温水槽。（2）实验原理乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为CH3COOC2H5+Na+OH-CH3COO-+Na+C2H5OH当乙酸乙酯与

2、氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为.z.成绩*实验日期批改日期年月日-（1）式中，*为时间 t 时反应物消耗掉的浓度，k 为反应速率常数。将上式积分得（2）起始浓度 a 为已知，因此只要由实验测得不同时间 t 时的*值，以对 t 作图，应得一直线，从直线的斜率便可求出 k 值。乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有 OH-、Na+和 CH3COO-，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为 CH3COONa 是全部电离的，因此，反应前后Na+的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的 OH-离子逐渐被导电能力弱的 CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电

3、导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。令 G0为 t=0 时溶液的电导，Gt为时间 t 时混合溶液的电导，G为 t=（反应完毕）时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与 CH3COO-浓度成正比，设 K 为比例常数，则由此可得所以（2）式中的 a-*和*可以用溶液相应的电导表示，将其代入（2）式得：重新排列得:（3）因此，只要测不同时间溶液的电导值 Gt和起始溶液的电导值 G0，然后以 Gt对作图应得一直线，直线的斜率为，由此便求出*代入温度下的反应速率常数 k 值。由电导与电导率的关系式:G=（3）式得:（4）通过实验测定不同时间溶液的电导率t

4、和起始溶液的电导率0，以t，对作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数k 值。如果知道不同温度下的反应速率常数 k(T2)和 k(T1)，根据Arrhenius 公式，可计算出该反应的活化能 E 和反应半衰期。.z.-（5）（3）简述实验所需测定参数及其测定方法：根据此公式，再利用 MATLAB 软件处理数据。（4）实验操作要点：1配制溶液配制与 NaOH 准确浓度（约 0.1000molL-3）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250mL0.1000molL-3（与 NaOH 准确浓度相同）的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数 V，然后用 lmL

5、 移液管吸取 VmL 乙酸乙酯注入 250mL 容量瓶中，稀释至刻度，即为0.1000molL-3的乙酸乙酯水溶液。2调节恒温槽将恒温槽的温度调至（25.00.1）或(30.00.1)，恒温槽的使用见仪器说明书。3调节电导率仪每次测定电导率前，都要用少量蒸馏水将恒温夹套反应池和电极洗净，并用滤纸吸干。注意每次洗涤恒温夹套反应池时不要将通恒温水的胶管拆除。电导率仪的使用如图所示。4溶液起始电导率0的测定分别用 2 支移液管吸取 25mL0.1000mol L-3的 NaOH 溶液和同数量的蒸馏水，加入恒温夹套反应池(盖过电极上沿约 2cm)，恒温约15min，并开启磁力搅拌器搅拌，然后将电极插入

6、溶液，测定溶液电.z.-导率，直至不变为止，此数值即为0。5反应时电导率t的测定用移液管移取 25mL0.1000molL-3的 CH3COOC2H5，加入干燥的25mL 容量瓶中，用另一只移液管取 25mL0.1000molL-3的 NaOH，加入另一干燥的 25mL 容量瓶中。将两个容量瓶置于恒温槽中恒温15min。同时，将恒温夹套反应池中测试过的废液倒入废液烧杯中，用蒸馏水水洗净恒温夹套反应池，滤纸吸干；电极用蒸馏水洗净，并用滤纸吸干。开启磁力搅拌器，将恒温好的分别装有 NaOH 溶液与CH3COOC2H5溶液的 2 个容量瓶从恒温槽中取出，打开盖子，迅速、同时将 2 个容量瓶中的溶液倒

7、入恒温夹套反应池中(溶液高度同前)，同时开动停表（记录反应的开始时间），并将电极插入恒温夹套反应池溶液中，测定溶液的电导率t，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另一温度下0和t的测定调节恒温槽温度为(35.00.1)或(40.00.1)。重复上述4、5 步骤，测定另一温度下的o和t。但在测定t时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min 测其电导率。实验结束后，关

8、闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。二、实实验操作及原始数据表验操作及原始数据表（20 分）恒温槽温度：20.7.z.-时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率8.147.947.747.467.226.966.746.516.287min8min9min10min11min12min13min14min15min6.105.925.61时间电导率5.345.114.914.744.594.464.344.244.14恒温槽温度：60.3时间00.5min1min1.5min2 m

9、in2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率9.437min9.649.439.058.477.937.467.046.698min9min10min11min12min13min14min15min6.406.195.84时间电导率5.785.735.665.585.515.505.445.445.40三、三、数据处理结果数据处理结果（30 分）1、由t10tt方程akt0t以 t对t作图，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。恒温槽温度：20.7时间00.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.

10、5 min5 min6min电导率8.147.947.747.467.226.966.746.516.286.105.925.61.z.-0tt1.821.110.9270.8150.7560.7030.6690.6430.6110.5860.54时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.345.114.914.744.594.464.344.244.140.46750.4380t0.501t40.411 0.387 0.366 0.347 0.329 0.314K K1 1=3.056=3.056恒温槽温度：60.3时间00.5min1

11、min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率9.439.649.439.058.477.937.467.046.696.406.195.842.3820tt13.166.974.783.8753.3162.922.62352.1822.0061.73时间7min8min9min10min11min12min13min14min15min电导率5.785.735.665.585.515.505.445.445.400tt1.4911.3111.1731.0640.9740.8930.8290.770.712K2=0.4282

12、.z.-2、不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1)，根据 Arrhenius 公式，可计算出该反应的活化能 E：T1=298.85KT2=333.45Kln(k1/k2)=E/R(1/T1-1/T2)=ln(3.056/0.4282)=E/(8.314)*(1/298.85-1/333.45)最后解得 E=47.053kJ/mol四、思考题思考题（20 分）1.为什么由 0.0100moldm-3的 NaOH 溶液和 0.0100moldm-3的CH3COONa 溶液测得的电导率可以认为是0、？答：答：k k0 0是反应：是反应：CH3COOC2H5CH3COOC2H5NaOHNaOH

13、 CH3COONaCH3COONaC2H5OHC2H5OH 体体系系 t=0t=0 时的电导率，时的电导率，但是但是 CH3COOC2H5CH3COOC2H5 与与 NaOHNaOH 混合的瞬间就已开混合的瞬间就已开始反应，因而混合后第一时间测的始反应，因而混合后第一时间测的 k k 也不是也不是 t=0t=0 时的电导率。根据时的电导率。根据CH3COOC2H5CH3COOC2H5 与与 NaOHNaOH 体积和浓度都相等，体积和浓度都相等，二者混合后浓度均稀释二者混合后浓度均稀释一倍，一倍，若忽略若忽略 CH3COOC2H5CH3COOC2H5 的电导率，的电导率，0.0100mol0.0

14、100moldm-3NaOHdm-3NaOH 所测所测即为即为 k k0 0。k k是上述反应是上述反应 t=t=时的电导率，当反应完全时，时的电导率，当反应完全时，CH3COONaCH3COONa 的浓度的浓度和和 t=0t=0 时时 NaOHNaOH 浓度相同，浓度相同，若忽略若忽略 C2H5OHC2H5OH 的电导率，的电导率，0.0100mol0.0100mol dmdm-3-3的的 CH3COONaCH3COONa 所测所测 k k 即为即为 k k。2.如果和起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？.z.-答：相关公式：答：相关公式：ln(a(L0-Lln(a(L0-L)-b(L0-L

15、t)/(a(Lt-L)-b(L0-Lt)/(a(Lt-L)=(a-b)kt)=(a-b)kta-a-乙酸乙酯浓度；乙酸乙酯浓度；b-NaOHb-NaOH 浓度；浓度；L0-L0-开始时电导率；开始时电导率；L L-结束时电导结束时电导率，率，Lt-tLt-t时刻电导率用时刻电导率用ln(a(L0-Lln(a(L0-L)-b(L0-Lt)/(a(Lt-L)-b(L0-Lt)/(a(Lt-L)对对t t作图求得。作图求得。3.如果 NaOH 和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？答：答：不能。不能。因为反应过程中浓溶液稀释会放出大量的热，因为反应过程中浓溶液稀释会放出大量的热，对实验温度对实验温度有影响。而且只有强电解质的稀溶液的电导率与其浓度成正比。有影响。而且只有强电解质的稀溶液的电导率与其浓度成正比。.z.