乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定

1、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?通過電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速度常數(shù)。 2求反應(yīng)的活化能。3進(jìn)一步理解二級反應(yīng)的特點(diǎn)。 4掌握電導(dǎo)儀的使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的二次方成正比的反應(yīng)為二級反應(yīng)。其速率方程為4.1將速率方程積分可得動(dòng)力學(xué)方程：4.2式中為反應(yīng)物的初始濃度，為 時(shí)刻反應(yīng)物的濃度，為二級反應(yīng)的速率常數(shù)。以對時(shí)間 作圖應(yīng)為一直線，直線的斜率即為。對大多數(shù)反應(yīng)，反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系可用阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)方程來表示：4.3式中 為阿侖尼烏斯活化能或叫反應(yīng)活化能，為指前因子，為速率常數(shù)。實(shí)驗(yàn)中若測得兩個(gè)不同溫度下的速率常數(shù)，由（4.3）式很容易得到：4.4

2、由（4.4）式可求活化能。乙酸乙脂皂化反應(yīng)是二級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為4.5由（4.5）式可以看出，只要測出t時(shí)刻的x值，c0為已知的初始濃度，就可以算出速率常數(shù)k2。實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物濃度比較低，因此我們可以認(rèn)為反應(yīng)是在稀的水溶液中進(jìn)行，CH3COONa+-是全部解離的。在反應(yīng)過程中Na的濃度不變，OH的導(dǎo)電能力比CH3COO的導(dǎo)電能力大，隨著-反應(yīng)的進(jìn)行，OH不斷減少，CH3COO不斷增加，因此在實(shí)驗(yàn)中我們可以用測量溶液的電導(dǎo)（G）來求算速率常數(shù)k2。體系電導(dǎo)值的減少量與產(chǎn)物濃度x的增大成正比：4.64.7式中為時(shí)溶液的電導(dǎo)，為時(shí)間 時(shí)溶液的電導(dǎo)，時(shí)溶液的電導(dǎo)。將（4.6）、（4.7）兩式代入（4.5

3、）式得：整理得：4.8實(shí)驗(yàn)中測出及不同 時(shí)刻所對應(yīng)的，用對作圖得一直線，由直線的斜為反應(yīng)進(jìn)行完全（ ）率可求出速率常數(shù)。若測得兩個(gè)不同溫度下的速率常數(shù)，后，可用（4.4）式求出該反應(yīng)的活化能。三、儀器與試劑1、儀器電導(dǎo)率儀(附DJS-1型鉑黑電極)1臺(tái)；電導(dǎo)池1只；恒溫水浴1套；停表1只；移液管(10ml)3只；磨口三角瓶(200ml)1個(gè)。2、藥品NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3)；乙酸乙酯(A.R.)；電導(dǎo)水。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 配制溶液-1配制與NaOH準(zhǔn)確濃度(約0.0200 mol· L)相等的乙酸乙酯溶液。其方法是:找出室溫下-1乙酸乙酯的密度，進(jìn)而計(jì)

4、算出配制250mL0.0200 mol· L (與NaOH準(zhǔn)確濃度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升數(shù)V，然后用l mL移液管吸取V ml乙酸乙酯注入250 ml容量-1瓶中，稀釋至刻度，即為0.0200 mol· L的乙酸乙酯水溶液。2. 調(diào)節(jié)恒溫槽將恒溫槽的溫度調(diào)至(25.0±0.1)或(30.0±0.1)。3. 調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀4. 溶液起始電導(dǎo)率0的測定-1在干燥的200 ml磨口三角瓶中，用移液管加入50 ml 0.0200 mol· L的NaOH 溶液和同數(shù)量的電導(dǎo)水，混合均勻后，倒出少量溶液洗滌電導(dǎo)池和電極，然后將剩余溶液倒入

5、電導(dǎo)池 (蓋過電極上沿約2 cm)，恒溫約15 min，并輕輕搖動(dòng)數(shù)次，然后將電極插入溶液，測定溶液電導(dǎo)率，直至不變?yōu)橹?，此?shù)值即為0。5. 反應(yīng)時(shí)電導(dǎo)率t的測定-1用移液管移取50 ml 0.0200 mol· L的CH3COOC2H5，加入干燥的200 mL磨口三角瓶中，-1用另一只移液管取50 ml 0.0200 mol· L的NaOH，加入另一干燥的200 ml磨口三角瓶中。將兩個(gè)三角瓶置于恒溫槽中恒溫15 min，并搖動(dòng)數(shù)次。同時(shí)，將電導(dǎo)池從恒溫槽中取出，棄去上次溶液，用電導(dǎo)水洗凈。將溫好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同時(shí)開動(dòng)停表，作為

6、反應(yīng)的開始時(shí)間，迅速將溶液混合均勻，并用少量溶液洗滌電導(dǎo)池和電極，然后將溶液倒入電導(dǎo)池(溶液高度同前)，測定溶液的電導(dǎo)率kt，在4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min各測電導(dǎo)率一次，記下kt和對應(yīng)的時(shí)間t。6. 另一溫度下0和kt的測定調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為(35.0±0.1)或(40.0±0.1)。重復(fù)上述4、5步驟，測定另一溫度下的o和kt。但在測定t時(shí)，按反應(yīng)進(jìn)行4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、15 min、18 min、21 min、

7、24 min、27 min、30 min測其電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電源，取出電極，用電導(dǎo)水洗凈并置于電導(dǎo)水中保存待用。五、數(shù)據(jù)的記錄及處理1、作圖：G0-Gtt,由斜率、截距，求k。 Gt-GkT2kT1=EaRT2-T1 求Ea。TT122、根據(jù)兩個(gè)溫度下的k，由ln1、每次更換電導(dǎo)池溶液時(shí)，都要用電導(dǎo)水淋洗電極和電導(dǎo)池，接著用被測溶液淋洗23次，注意不要接觸極板，用濾紙吸干電極時(shí)，只吸電極底部和兩側(cè)，不要吸電極板。2、電極引線不能潮濕，否則將測不準(zhǔn)。3、高純水被盛入容器后應(yīng)迅速測量，否則電導(dǎo)率變化很快，因空氣中CO2溶于水中，變2-為CO3。4、盛被測溶液的容器必須清潔、無離子污染。七、思考題1、為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件下進(jìn)行，而且乙酸乙酯和氫氧化鈉溶液在混合前還要預(yù)先加熱？2、反應(yīng)