物化实验电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验报告论文会议文章_论文-会议文章.pdf

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1、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 一、实验目的 1.测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数；2.了解二级反应的特征，学会用图解法求出二级反应的速率常数。二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应属于二级反应，其化学反应方程式如下：CH3COOC2H5+NaOH=CH3COO Na+C2H5OH 设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同，用 c 表示。反应进行到 时间 t 时，生成物浓度为 x,这时 CH3COOC2H5和 NaOH 的浓度均为(C-X)。反应趋于完全时，生成物的浓度接近为 c,反应物的浓度接近为 0。设逆反 应可忽略,则反应物和生成物的浓度随时间的关系为：CH3COOC2H5+OH-CH3CO

2、O-+C2H5OH t=0:c c 0 0 t=t:(c-x)(c-x)x x t:0 0 c c 则此二级反应的速率方程为 dx/dt=k(c-x)(c-x)(1)积分得：kt=x/【c(c-x)】(2)显然，只要测出反应进程中 t 时的 x 值，再将 c 代入上式，就可得到反应速 率常数 k 值。由于溶液的浓度很稀，故可认为 CH3COONa 全部电离。溶液中参与导 电的离子有 Na+、0H-、CH3COO-,而 Na+浓度反应前后浓度无变化，OH-浓度不断减小，CH3COO-(Ac-)浓度不断增大，由于 0H-的迁移率比 Ac-的迁 移率大得多，所以，随着反应的进行，溶液的电导将不断下降

3、(当然电导率 也下降)。在一定范围内，可以认为体系的电导值的减少量与 CH3COO-的浓度 x 的增加量成正比，即 t=t 时，x=B(GGt)(3)t=0时，c=3(Gt-G)(4)式中 Go和 Go分别为溶液起始和终了时的电导值，Gt时 t 时的电导值，3为 比例常数。将式(3)和(4)代入式(2)得：kt=(Go-Gt)/【c(Gt-G0)】即 ckt=(Go-Gt)/(Gt-G0)(6)从直线方程可知(6),只要测出 Go、GJ以及一组 Gt值，利用(Go-Gt)/(Gt-Go)对 t 作图，应得一直线，由斜率即可求得反应速率常数 k,其单位是 min-1 mol-1 L。三、仪器和试

4、剂 数字电导率仪、恒温水浴、移液管、锥形瓶、oo2omol/L 的 NaOH 溶液、oo1omol/L 的 CH3COONa 溶液和 oo2omol/L 的 CH3COOC2H5 溶液。四、实验步骤(1)开启恒温水浴，调至所定实验温度(35。C)。(2)按实验要求调节电导率仪。(3)Go 的测量 向干净、烘干的锥形瓶 A 中加入 25.00ml 0.020mol/L 的 NaOH 溶液，加用图解法求出二级反应的速率常数二实验原理乙酸乙酯皂化反应属于二级反应其化学反应方程式如下设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同用表示反应进行到时间时生成物浓度为这时和的浓度均为反应趋于完全时生成物的浓为积分

5、得显然只要测出反应进程中时的值再将代入上式就可得到反应速率常数值由于溶液的浓度很稀故可认为全部电离溶液中参与导电的离子有而浓度反应前后浓度无变化浓度不断减小浓度不断增大由于的迁移率比的迁移率大得多浓度的增加量成正比即时时式中和分别为溶液起始和终了时的电导值时时的电导值为比例常数将式和代入式得即从直线方程可知只要测出以及一组值利用对作图应得一直线由斜率即可求得反应速率常数其单位是三仪器和试剂数字电25.00ml 水稀释一倍，再将铂黑电极用待测液淋洗 2 次后，插入 A 瓶中，将锥形瓶 A 置于恒温水浴中，恒温约 10min，然后测量溶液的电导率，读 3 次，取平均值。注意要先用待测溶液校对，然后

6、打到测定档进行测定。(4)G的测量 由于实验过程不可能进行到 tx,且反应也并非完全不可逆，所以常 用 0.010mol/L CHsCOONa 溶液的电导率作为 G 込 向干净、烘干的锥形瓶 B 中加入50ml 左右 0.010mol/L 的 CHsCOONa 溶液，恒温约 10min,然 后测量溶液的电导率。(5)Gt的测量 向预先洗净、烘干的锥形瓶 C 和 D 中分别移入 25.0ml 0.020mol/L 的 NaOH溶液和0.020mol/L 的CH3COOC2H5溶液，在恒温水浴中恒温 10min。恒温10min后，将 C 中的溶液倒入 D 中，混合均匀，立即测量其 电导值。每隔 2

7、min 读一次数据，直至电导值基本不变。该反应需要 45min 1h。(6)反应结束后，倾去反应，洗净仪器。五数据处理：1)数据记录 表 1 Go 禾口 Gx(t=35C)NaOH 的电导率 Go(us/cm)平均值(us/cm)CH3COONa 的电导率 Gx(us/cm)平均值（us/cm）用图解法求出二级反应的速率常数二实验原理乙酸乙酯皂化反应属于二级反应其化学反应方程式如下设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同用表示反应进行到时间时生成物浓度为这时和的浓度均为反应趋于完全时生成物的浓为积分得显然只要测出反应进程中时的值再将代入上式就可得到反应速率常数值由于溶液的浓度很稀故可认为全部电

8、离溶液中参与导电的离子有而浓度反应前后浓度无变化浓度不断减小浓度不断增大由于的迁移率比的迁移率大得多浓度的增加量成正比即时时式中和分别为溶液起始和终了时的电导值时时的电导值为比例常数将式和代入式得即从直线方程可知只要测出以及一组值利用对作图应得一直线由斜率即可求得反应速率常数其单位是三仪器和试剂数字电表 2 Gt(t=35C)时间（min 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Gt(us/cm)(Go-Gt)/(Gt-G)时间（min 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Gt(us/cm)(Go-Gt)/(Gt-G)以（

9、Go-Gt）/（Gt-G 切-t/min做图，根据斜率，求出速率常数 k 由于初始浓度 c=0.02mol/L,乙酸乙酯速率常数 k 二斜率/0.02 讨论：1.为什么可用稀释所配 NaOH 溶液 1 倍的电导代替反应开始时的电导。2.在本实验中参加反应物质的起始浓度是多少？是否就是所配乙酸乙酯的 浓度？3.被测溶液的电导是由哪些离子贡献的？反应进程中溶液的电导为何发生 变化？4.为什么要使两种反应物的浓度相等？5.用作图外推法求 Go 与测定反应开始时相同 Na0H 浓度所得 Go 是否一致？用图解法求出二级反应的速率常数二实验原理乙酸乙酯皂化反应属于二级反应其化学反应方程式如下设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同用表示反应进行到时间时生成物浓度为这时和的浓度均为反应趋于完全时生成物的浓为积分得显然只要测出反应进程中时的值再将代入上式就可得到反应速率常数值由于溶液的浓度很稀故可认为全部电离溶液中参与导电的离子有而浓度反应前后浓度无变化浓度不断减小浓度不断增大由于的迁移率比的迁移率大得多浓度的增加量成正比即时时式中和分别为溶液起始和终了时的电导值时时的电导值为比例常数将式和代入式得即从直线方程可知只要测出以及一组值利用对作图应得一直线由斜率即可求得反应速率常数其单位是三仪器和试剂数字电