電導(dǎo)法測定二級反應(yīng)乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)

1、僅供個(gè)人參考For personal use only in study and research; not forcommercial use電導(dǎo)法測定二級反應(yīng)一一乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)【摘要】本實(shí)驗(yàn)使用電導(dǎo)率儀，測量出反應(yīng)中t時(shí)刻的物質(zhì)的濃度。根據(jù)二級反應(yīng)的速率與濃度的關(guān)系，求出乙酸乙酯皂化反應(yīng)在一定溫度下的速率常數(shù)。學(xué)會(huì)二級反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算及圖解法求解速率常數(shù)，了解電導(dǎo)率儀的使用。？【abstract】 This?experiment?use?the?electric?conductivity?rate?machine ,to measure?out the?degree?of?the

2、?reactive?thi ng?i n? the?reactio n?system?at?each?time?t Accordi ng?to?the?r elatio n?of?the?reactio n?rate?a nd?the?thick?degree?of?the?seco nd?order?reactio n,?beg?o ut?the?rate?co nsta nt?of?the?C3COO2H5?a nd?NaOH?6is?aeaicte?certai n?temperature.? Lear n how to calculate the data of the sec on

3、d?order?react ion and lear n about the calculati on of the rate?c on sta nt by using the graphi ng method. Master the skill of using the electric?c on ductivity?rate?machi ne.?【關(guān)鍵詞】反應(yīng)速率常數(shù)，二級反應(yīng)，電導(dǎo)率，活化能【key word】 The reaction rate?c on sta nt,?sec on d?order?react ion,electrict?c on ductivity?rate ?,c

4、tivati on?en ergy,1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1學(xué)習(xí)測定化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的分析方法一一電導(dǎo)法，了解反應(yīng)活化能的測定方法1.2 了解二級反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解法求二級反應(yīng)的速率常數(shù)。1.3認(rèn)識電導(dǎo)測定的應(yīng)用，掌握電導(dǎo)儀的使用方法2. 實(shí)驗(yàn)原理及方法2.1反應(yīng)級數(shù)及二級反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)的速率方程中各物濃度的指數(shù)稱為各物的分級數(shù)，所有指數(shù)的總和稱為反應(yīng)總級數(shù)，用n表示。當(dāng)n=2時(shí)，反應(yīng)為二級反應(yīng)。對于二級反應(yīng)：A + B t產(chǎn)物dx反應(yīng)速率表示為：k(a-x) (b-x) 。 x為時(shí)間t時(shí)反應(yīng)物濃度的改變量。dtdx當(dāng)兩個(gè)物質(zhì)起始濃度相等時(shí)：ka -x)(a -x)dt1積分為k t 常數(shù)a

5、 x1因此，若以對t作圖為一條直線。則反應(yīng)級數(shù)為2,直線的斜率為k。a x2.2電導(dǎo)率：電導(dǎo)率的物理意義是：當(dāng)l=1m , A=1m2時(shí)的電導(dǎo)。對一種金屬，在一定溫度下，Lg是一定的。對電解質(zhì)溶液的 Lg不僅與溫度有關(guān)，而且與溶液中的離子濃度有關(guān)。在有多種離子存在的溶液中，Lg是各種離子遷移作用的總和，它與溶液中離子的數(shù)目，離子所帶電荷以及離子遷移率有關(guān)。2.3速率常數(shù)的測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)時(shí)典型的二級反應(yīng)，其反應(yīng)式為：t=0aa00t=ta-xa - xxxt= 800aa積分可得：k1xta ax反應(yīng)前后CH3COOC2H5和c2h5oh對電導(dǎo)率的影響不大，可忽略。故反應(yīng)前只考慮NaOH的

6、電導(dǎo)率L，反應(yīng)后只考慮CH3COONa的電導(dǎo)率L。對稀溶液而言，強(qiáng)電解質(zhì)的 電導(dǎo)率L與其濃度成正比，而且溶液的總電導(dǎo)率就等于組成該溶液的電解質(zhì)電導(dǎo)率之和。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中導(dǎo)電能力強(qiáng)的NaOH被導(dǎo)電能力弱的 CH3COONa取代，所以本實(shí)驗(yàn)使用電導(dǎo)儀測量皂化反應(yīng)過程中電導(dǎo)隨時(shí)間的變化，從而跟蹤反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化的目的。X * Lo - Lt故存在如下關(guān)系式:a_X * Lt -L:;1 X11-1由上三式得：，代入k式得k（上0J）ta a - xtaLt 一因此，以Lt作圖為一直線即為二級反應(yīng)，并從直線的斜率求出不得用于商業(yè)用途3. 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品說明恒溫水浴1套大試管1支DDS -1

7、1D型電導(dǎo)儀（附 DJS-1C鉑黑電極） 停表1臺(tái)錐形瓶（100ml）2只移液管（胖肚25ml）4支0.0200mol/dm 3 的 NaOH 溶液4. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開SYP-II玻璃恒溫水浴。按下“工作 /置數(shù)”鍵，將恒溫槽溫度設(shè)置為25C。按下工作鍵開始加熱。2. 烘干潔凈的錐形瓶，在第一個(gè)錐形瓶中加入用25ml移液管提取的25ml的0.0200mol/dm的乙酸乙酯溶液，在第二個(gè)錐形瓶中加入 25ml的0.0200mol/dm 3的NaOH溶液，將兩個(gè) 錐形瓶放在恒溫槽中恒溫預(yù)熱10min。3. 打開DDS-11D電導(dǎo)率儀，將量程旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到“檢查”檔，觀察此時(shí)的指針是否滿偏。若沒有

8、滿偏，調(diào)節(jié)面板上的校正檔。4. 待10min后，將兩個(gè)錐形瓶從恒溫槽中取出。將NaOH倒入乙酸乙酯中混合，啟動(dòng)秒表，開始記錄反應(yīng)時(shí)間，自反應(yīng)開始到第3分鐘記錄第一個(gè)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，然后每隔3分鐘測一次記5次，然后每隔5分鐘測一次，記三次，然后每隔10分鐘測一次共2次。5. 在測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，用25ml的移液管取25ml的NaOH。同時(shí)取25ml的水混合在同一個(gè)錐形瓶中，混合均勻后，將其放入恒溫槽中恒溫。6. 將DDS-11D電導(dǎo)率儀的量程，打到檢查檔，觀察是否滿偏，再調(diào)節(jié)到測量檔將電導(dǎo)電極、.3置于25C的NaOH和蒸餾水溶液中，此時(shí)指針讀書即為0.0100mol/dm 的NaOH溶液的電導(dǎo)率

9、Lo。7. 結(jié)束實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉電源。取出電導(dǎo)電極，用蒸餾水洗凈，放入盛有蒸餾水的錐形瓶中，洗 凈玻璃儀器。5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：本次實(shí)驗(yàn)使用的電導(dǎo)電極的電極常數(shù)為1.008測量室溫為 21 C，大氣壓為 100.70KPa反應(yīng)溫度為25 C。實(shí)驗(yàn)室，0.0100mol/dm 的 NaOH的 電導(dǎo)率為 L0=1.99 X 10 us/cm。測量數(shù)據(jù)如下：t/min3.06.09.012.015.033333Lt(us/cm)1.76 X 101.60 X 101.50 X 101.41 X 101.33 X 10t/min20.025.030.040.050.033333Lt(

10、us/cm)1.24 X 101.15 X 101.10 X 101.00 X 100.95 X 105.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(1) t、Lt、L0 - Lt、(L0 - Lt) /1 的數(shù)據(jù)如下表:時(shí)間/min3.0176023076.666676.01600390659.0150049054.4444412.0141058048.3333315.013306604420.0124075037.525.0115084033.630.0110089029.6666740.0100099024.7550.0950104020.8以Lt對- LJ/t作圖，由所得的直線斜率，求出反應(yīng)速率常數(shù)K :1斜率

11、1/ka=14.70894 min -1, k7.1L mol J min 14.70894 漢 0.0100(3)誤差計(jì)算：查文獻(xiàn)得：在t = 25 C時(shí),氫氧化鈉濃度和乙酸乙酯的濃度均為0.02mol/L時(shí),k = 6.4254L mol，m in'實(shí)驗(yàn)測定值與理論值的相對誤差：71 竺54 100% =10.5%6.42546. 實(shí)驗(yàn)思考與討論6.1誤差分析：在實(shí)驗(yàn)中使用的 NaOH溶液和CHCOOCfc溶液濃度不等，但是在數(shù)據(jù)處理是仍用兩者濃度相 等的公式計(jì)算，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有一定的影響。由于時(shí)間原因，在實(shí)驗(yàn)中使用的 NaOH溶液和CHCOOCfe溶液都是事先配置好的溶液，對于

12、NaOH溶液要考慮久置空氣中的 CO對濃度的影響。且CHCOOCi溶液的濃度并沒有事先標(biāo)定, 這樣會(huì)導(dǎo)致溶液的濃度就存在誤差。6.2思考題為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件下進(jìn)行，且CHCOOCi溶液、NaOH溶液混合前還要預(yù)先恒溫?答：因反應(yīng)速度受溫度的影響， 并且電導(dǎo)率也與溫度有關(guān)，所以實(shí)驗(yàn)過程中須恒溫。 且NaOH溶液和CHCOOCi溶液混合前要預(yù)先恒溫，以保證反應(yīng)從一開始就在實(shí)驗(yàn)溫度下進(jìn)行。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l '