1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載實(shí)驗(yàn) 16 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解測定化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的一種物理方法一電導(dǎo)法。2.了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解法求二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。3.掌握DDS11C型電導(dǎo)率儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)：CH3COOC2H5+Na+OHCH3COO+Na+C2H5OH它是二級(jí)反應(yīng)，其速率方程式可表示為：空=k(a _x)(b _x)dt式中：x為時(shí)間t時(shí)產(chǎn)物的濃度，a、b分別為乙酸乙酯、氫氧化鈉的初始濃度，k為反應(yīng)的速率常數(shù)。若A和B兩物質(zhì)初始濃度相同，即a=b，積分得：kJ t a(a x)以亠對(duì)t作圖，若所得為一條直線，則證明是二級(jí)反

2、應(yīng)，并可以從直線的斜率求a -x出k。乙酸乙酯皂化反應(yīng)中，導(dǎo)電離子有OH、Na+和CH3COO，由于反應(yīng)體系是很稀的 水溶液，可認(rèn)為CH3COONa是全部電離的，因此反應(yīng)前后Na*的濃度不變，隨著反應(yīng)的 進(jìn)行，僅僅是導(dǎo)電能力很強(qiáng)的OH逐漸被電導(dǎo)能力弱的CH3COO所取代，致使溶液的 電導(dǎo)逐漸減小，因此可用電導(dǎo)率儀測量皂化反應(yīng)進(jìn)程中電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化，從而達(dá)到 跟蹤反應(yīng)物(或產(chǎn)物)濃度隨時(shí)間變化的目的。因此，對(duì)乙酸乙酯反應(yīng)來說，反應(yīng)物與產(chǎn)物只有NaOH與NaAc是強(qiáng)電解質(zhì)，若在稀 溶液反應(yīng)，則有：初始時(shí)溶液的電導(dǎo)率5 nB.at=：(反應(yīng)完畢)時(shí)溶液的電導(dǎo)率：=B?a時(shí)間t時(shí)溶液的總電導(dǎo)率 =B

3、t(a x) B2xB1、B2是與溫度、電解質(zhì)性質(zhì)、溶劑等因素有關(guān)的比例常數(shù)；-0為；t為；為。由此三式可得:學(xué)習(xí)好資料歡迎下載將其代入上面速率方程式得:重新排列得:1 工0 - t因此，通過實(shí)驗(yàn)測定不同時(shí)間溶液的電導(dǎo)率t和起始溶液的電導(dǎo)率-O，然后以t對(duì)-作圖為一直線即為二級(jí)反應(yīng)，由直線的斜率即可求出反應(yīng)速率常數(shù)k,再由兩個(gè)t不同溫度下測得的速度常數(shù)k(Ti)、k(T2)，求出該反應(yīng)的活化能。不同溫度下的速率常數(shù)k (Ti)和k (T2)，按阿侖尼烏斯公式可以計(jì)算出該反應(yīng)的活化能Ea：Ea=R(丄J)n也T2k(Ti)三、實(shí)驗(yàn)步驟1.恒溫水浴的調(diào)節(jié)本實(shí)驗(yàn)測定兩個(gè)溫度下的速率常數(shù)，恒溫水浴的溫

4、度分別調(diào)節(jié)至(25.0土0.2)C -(35.00.2)C。調(diào)溫操作在溫度控制器面板上，升溫過程需注意溫控器顯示溫度與水浴槽中溫度計(jì)顯示溫度的差異，應(yīng)以溫度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)。2.電導(dǎo)率儀的調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀的校正：首先打開電導(dǎo)率儀電源開關(guān)，使其預(yù)熱5min左右，將電極插入蒸餾水中，將溫度旋鈕旋至室溫讀數(shù)，并檢查常數(shù)旋鈕刻線是否與該電極的電導(dǎo)池常數(shù)一 致，旋轉(zhuǎn)量程選擇檔至x103檔，將測量/校正按鍵按至校正一端，旋轉(zhuǎn)調(diào)整旋鈕，使指 針指向滿刻度處。電導(dǎo)率的測定：校正后，將電極從蒸餾水中取出，用濾紙吸干電極外表的水，將電 極插入已經(jīng)恒溫好的溶液中，檢查電極極板全部沒入溶液中，將測量/校正按鍵按至測量一端，待指

5、針穩(wěn)定，讀取數(shù)據(jù)。at=0八t學(xué)習(xí)好資料歡迎下載3.溶液起始電導(dǎo)率 5 的測定用移液管吸取25m1 0.02mol/dm3氫氧化鈉溶液移入一潔凈、干燥的錐形瓶中，移取25m1電導(dǎo)水稀釋一倍，(稀釋原因？)蓋上膠皮塞(防止空氣中的CO2溶入溶液改變NaOH濃度）,混合均勻，置于恒溫水浴中恒溫10min。將電導(dǎo)電極用蒸餾水洗凈，用濾紙吸干表面水滴，然后插入已恒溫的NaOH稀溶液中，測定其電導(dǎo)率-o，測后的溶液蓋上膠皮塞留作后面使用。4溶液-t的測定另取兩個(gè)錐形瓶，用移液管分別吸取25ml 0.02mol/dm3的NaOH溶液和25ml 0.02mol/ dm3的乙酸乙酯溶液分別移入瓶中，蓋好膠塞，

6、放入恒溫水浴中恒溫10min。然后迅速將乙酸乙酯溶液倒入盛有氫氧化鈉溶液的錐形瓶中，（可否將氫氧化鈉溶液倒入乙酸乙酯溶 液的錐形瓶中？）在恒溫條件下混合并搖勻溶液，同時(shí)開始記時(shí)（此時(shí)注意蓋好膠皮塞， 以防空氣中的CO2溶入溶液對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生干擾），之后把已經(jīng)校正、洗干凈的電導(dǎo)電極插入 到溶液中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行6min時(shí)測電導(dǎo)率一次，并在8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min時(shí)各測電導(dǎo)率一次，記錄電導(dǎo)率t及時(shí)間t。5.另一溫度下-0和t的測定調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度為（35.00.2）C，用第3步留下的溶液測定

7、-.0，然后另配溶液按步驟4測定瓷t。但在測定時(shí)&是按反應(yīng)進(jìn)行到4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min時(shí)測其電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將電導(dǎo)電極用蒸餾水洗凈，插入裝有蒸餾水的錐形瓶中保存，同時(shí)將用 過的錐形瓶用蒸餾水洗凈，倒扣在桌面上。四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1.恒溫溫度以水浴槽中溫度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)；2.用濾紙吸干電極外表的水份時(shí)， 注意不要將濾紙插入電導(dǎo)池的金屬極板之間， 以 防損傷極板。3.將電極插入溶液中測定前一定檢查電極極板要全部沒入溶液中，否則會(huì)影響電導(dǎo) 率數(shù)值。4讀取溶

8、液電導(dǎo)率時(shí)，需注意電導(dǎo)率數(shù)值與反應(yīng)時(shí)間-對(duì)應(yīng)好。5.測定兩個(gè)溫度下的電導(dǎo)率時(shí)，-0溶液可重復(fù)使用，t溶液必須重新配制。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.第一個(gè)溫度下的速率常數(shù)的測定學(xué)習(xí)好資料歡迎下載溶液中NaOH濃度_0.01_ mol/dm3；乙酸乙酯濃度_0.01_ mol/ dm3；反應(yīng)溫度_25.0_oC；% _0.243_m-1。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載表 16.1 記錄數(shù)據(jù)表t/min-1 t / S- m-1(.0 .t) / S- m-1-1-1(瓷0Kt)t / Sm-min60.2030.0400.0066780.1940.0490.00613100.1850.0580.00580120.1

9、790.0640.00533140.1750.0680.00486160.1700.0730.00456180.1660.0770.00428200.1620.0810.00405220.1590.0840.00382240.1560.0870.00363260.1520.0910.00350280.1490.0940.00336300.1460.0970.003230.2150.2050.1950.1850.1750.1650.1550.1450.1350.1250.003000.004000.005000.00600(K0-K-1 -1/(Sm min2.第二個(gè)溫度下的速率常數(shù)的測定溶液中

10、NaOH濃度_0.01_ mo1/dm3；乙酸乙酯濃度_0.01_ mol/ dm3；反應(yīng)溫度_35.0_oC；叫_0.281_m-1。Kt-1/(Sm )0.00700t)t-1)則速率常數(shù) k1=1amdm30.01 15.566mol min 二 6.424dm3mol * min學(xué)習(xí)好資料歡迎下載表 16.2記錄數(shù)據(jù)表t/min-1 t / S- m-1(.0 .t) / S- m-1-1-1(瓷0Kt)-1 / S-m-min40.2320.0490.0122560.220.0610.0101780.2100.0710.00888100.2010.0800.00800120.1940

11、.0870.00725140.1880.0930.00664160.1830.0980.00613180.1790.1020.00567200.1760.1050.00525220.1730.1080.00491240.1700.1110.00463260.1690.1120.00431280.1670.1140.00407300.1650.1160.003870.2500.2300.2100.1900.1700.1500.003000.005000.007000.009000.011000.01300(K0-Kt)t-1-1/(Sm min )1 1則速率常數(shù) k2dm3mol min = 11.87dm3mol minam 0.0N8.4233計(jì)算乙酸乙酯皂化反應(yīng)的活化能=R(T2TT2Eak(T2)ln246.90kJ/molk()Kt-1/(Sm )學(xué)習(xí)好資料歡迎下載六、思考題當(dāng)aMb,積分,以“里口對(duì)t作圖，從直線的斜率求出koa(b x)(1)如果乙酸乙酯與氫氧化鈉起始濃度不同，應(yīng)如何計(jì)算CH3COOC2H