乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定思考題答案

1、乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定思考題答案【篇一：乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定】數(shù)據(jù)處理： ?t 對(duì)?0?tt作圖 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常數(shù)kc0作圖可知： m1=18.98采用同樣的方法求 35 的反應(yīng)速率常數(shù) kt2 ，計(jì)算反應(yīng)的表觀活化能 ea ：v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.0100 mol/l vnaoh=10.00mlnaoh= 0.0100 mol/l作圖可知： m2=9.45b. 計(jì)算反應(yīng)的表觀活化能：m1?1 , m2?1k2c0k1c0則k2m1?k1m2又 lnk2ea11?(?) k1rt1t2 ln m1ea11 ?(?) m2rt

2、1t2 m2t1?t2?m1t2?t1ea?r?ln18.98308?298?9.45308?298?53.21kj/mol?8.314?ln【實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論】實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)與溫度的關(guān)系：lgk 1780t-1 0.00754t 4.53當(dāng) t 298.2k 時(shí)：5.27?6.442?100%?18.2%6.442當(dāng) t 308.2k 時(shí)：10.58?11.967?100%?11.6%11.967k2ea11?(?) k1rt1t2lgk2?lgk2?lgk1?0.269 k1k2?10?0.269?1.858 k1lnk2?ln1.858?0.619 k1k2

3、t1?t2?k1t2?t1308?298 308?298ea?r?ln?8.314?0.619?47.3kj/mol相對(duì)誤差：53.2?47.3?100%?12.4%47.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論實(shí)驗(yàn)測(cè)定速率常數(shù)與活化能的前提是反應(yīng)物乙酸乙酯與 naoh 起始濃度相同，由于反應(yīng)物濃度很低（ 0.0200mol/l ），因此，很難把兩種溶液的濃度配制得恰好相等，所以，實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)很可能反應(yīng)物濃度時(shí)不相等的，因此，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果造成很大的影響。乙酸乙醋易揮發(fā)，當(dāng)場(chǎng)配制既浪費(fèi)時(shí)間又很難準(zhǔn)確，必須由實(shí)驗(yàn)教師先大量配制好，但在放置過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)榘l(fā)生水解，而使得濃度降低，因此，由于不能保證乙酸乙酯濃度的準(zhǔn)確性而影

4、響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定。，配制好的naoh 溶液也會(huì)吸收空氣中co2 ，雖對(duì) naoh 溶液的準(zhǔn)確濃度事先進(jìn)行了標(biāo)定，而實(shí)驗(yàn)時(shí)被測(cè)的卻是電導(dǎo)率， oh 與 co32 兩離子的電導(dǎo)數(shù)值差別又很大，結(jié)果會(huì)使測(cè)定后期的數(shù)據(jù)偏差逐漸增大。不同的反應(yīng)物初始濃度比對(duì)電導(dǎo)法測(cè)定皂化反應(yīng)速率常數(shù)有明顯的影響：當(dāng)乙酸乙酯的初始濃度和氫氧化鈉的初始濃度相等時(shí) (a= b) ，可用電導(dǎo)法測(cè)定皂化反應(yīng)的速率常數(shù)。但由于物質(zhì)純度的限制及配制溶液時(shí)的誤差等原因，很難使 a 與 b 達(dá)到真正意義上的相等 ,而且影響測(cè)定的因素也較多，故使所測(cè)結(jié)果仍有一定的誤差。當(dāng) ab (1ba 115)時(shí)， n aoh 過(guò)量，體系中由于消耗了與

5、 ch3cooc2h5 等量的 n aoh ，使體系的電導(dǎo)也會(huì)產(chǎn)生很大的變化，而且所需時(shí)間也較小， a 與 b 的濃度也可分別控制。實(shí)驗(yàn)證明，在所選濃度范圍內(nèi) , 用電導(dǎo)法可較好地測(cè)定皂化反應(yīng)的速率常數(shù)。當(dāng) a b (1ab114)時(shí)，乙酸乙酯過(guò)量，n aoh 被較快地消耗掉。但由于 ch3cooc2h5 對(duì)電導(dǎo)的貢獻(xiàn)可以忽略，卻對(duì)反應(yīng)速率有影響，導(dǎo)致作圖時(shí)得不到一條直線，從而也就不能用電導(dǎo)法測(cè)定 a b 時(shí)皂化反應(yīng)的速率常數(shù)?！咎釂?wèn)與思考】為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件進(jìn)行，而 ch3cooc2h5 和 naoh 溶液在混合前還要預(yù)先恒溫？答：因?yàn)榉磻?yīng)速率 k 受溫度的影響大，（ kt+10 ）/k

6、t=24 ，若反應(yīng)過(guò)程中溫度變化比較大，則測(cè)定的結(jié)果產(chǎn)生的誤差較大；反應(yīng)物在混合前就預(yù)先恒溫是為了保證兩者進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候是相同溫度的，防止兩者溫差帶來(lái)溫度的變化影響測(cè)定結(jié)果。為什么 ch3cooc2h5 和 naoh 起始濃度必須相同，如果不同，試問(wèn)怎樣計(jì)算 k 值？答：需按 klna (a 為兩溶液中濃度較低的一個(gè)溶計(jì)算k 值。式中 x 0液的濃度 )。 x 的表達(dá)式推導(dǎo)如下： 設(shè) naoh 的起始濃度為 a， ch3cooc2h5 起始濃度為 b ，且 a b ，則有：naoh ch3ch3coona c2h5oha1 、a2 是與溫度、溶劑、電解質(zhì)naoh 及 ch3coona的性質(zhì)有關(guān)

7、的比例常數(shù)。a 聯(lián)立上述三個(gè)式子，可得出：x0 設(shè) naoh 的起始濃度為b ，ch3cooc2h5則有：起始濃度為a，且a b，naoh ch3cooc2h5 ch3coonac2h5oha 聯(lián)立上述三個(gè)式子，可得出：x0有人提出采用ph 法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)，此法可行嗎？為什么？如果 naoh 和 ch3cooc2h5溶液為濃溶液，是否能用此法求算k值？為什么？不能。因?yàn)樵谕茖?dǎo)時(shí)，前提條件是強(qiáng)電解質(zhì)的稀溶液，只有溶液濃度足夠稀時(shí)，才能保證濃度與電【參考文獻(xiàn)】1 何廣平等編 .物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2001. 2 楊百勤 . 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版

8、社 ,2007. 3 傅獻(xiàn)彩等 .編物理化學(xué)(第五版 ).高等教育出版社 ,2008.4 易回陽(yáng) .江林 .黃玲 .電導(dǎo)法測(cè)定皂化反應(yīng)速率常數(shù)的影響因素 .湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào) .no14, 2001【篇二：華師物化實(shí)驗(yàn)報(bào)告 電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)】lass=txt> 學(xué)生姓名學(xué)號(hào) 專 業(yè)年級(jí)、班級(jí)課程名稱物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù) 實(shí)驗(yàn)類型 驗(yàn)證 設(shè)計(jì) 綜合 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 年 月 日 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師 實(shí)驗(yàn)評(píng)分【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的原理和方法以及活化能的測(cè)定方法； 了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用圖解計(jì)算法求二級(jí)反應(yīng)的速率常數(shù)；

9、 熟悉電導(dǎo)儀的使用?！緦?shí)驗(yàn)原理】（ 1）速率常數(shù)的測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)時(shí)典型的二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)式為：t=0 t=tt=速率方程式?ch3cooc2h5c0 ct 0naoh = c0 ct 0ch3oona 0 c0 - ct c0c2h5oh 0 c0 -ct c01c?ctdc?kc2，積分并整理得速率常數(shù)k 的表達(dá)式為:k?0tc0ctdt此反應(yīng)在稀溶液中進(jìn)行，且ch3coona全部電離。則參加導(dǎo)電離子有 na 、 oh 、 ch3coo,而 na 反應(yīng)前后不變， oh 的遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 ch3coo ，隨著反應(yīng)的進(jìn)行， oh 不斷減小，的濃度成正比。令?0 、?t 和 ? 分別為 0、

10、 t 和 時(shí)刻的電導(dǎo)率，則： t=t 時(shí)， c0 ct=k （?0-?t ） k 為比例常數(shù) t 時(shí)， c0= k （?0-? ） 聯(lián)立以上式子，整理得： ?t?1?0?t? kc0t可見(jiàn)，即已知起始濃度c0 ，在恒溫條件下，測(cè)得?0 和?t ，并以 ?t 對(duì)?0?tt作圖，可得一直線，則直線斜率m?1，從而求得此溫度下的反應(yīng)速率常數(shù) k。 kc0 （2）活化能的測(cè)定原理： ln k2ea11?(?) k1rt1t2因此只要測(cè)出兩個(gè)不同溫度對(duì)應(yīng)的速率常數(shù)，就可以算出反應(yīng)的表觀活化能?！緝x器與試劑】dds-11a電導(dǎo)率儀 1 臺(tái)大試管 5 支 鉑黑電極 1 支移液管 3 支 恒溫槽 1 臺(tái)-2-

11、2【實(shí)驗(yàn)步驟】調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度在25.00 左右；在 1-3 號(hào)大試管中，依次倒入約20ml 蒸餾水、 35ml0.0200mol/l的氫氧化鈉溶液和25ml0.0200mol/l乙酸乙酯溶液，塞緊試管口，并置于恒溫槽中恒溫。預(yù)熱并調(diào)節(jié)好電導(dǎo)率儀；?0 的測(cè)定：從 1 號(hào)和 2 號(hào)試管中，分別準(zhǔn)確移取10ml 蒸餾水和 10ml 氫氧化鈉溶液注入 4 號(hào)試管中搖勻，至于恒溫槽中恒溫，插入電導(dǎo)池，測(cè)定其電導(dǎo)率 ?0 ；?t 的測(cè)定：從 2 號(hào)試管中準(zhǔn)確移取10ml 氫氧化鈉溶液注入5 號(hào)試管中至于恒溫槽中恒溫，再?gòu)?3 號(hào)試管中準(zhǔn)確移取 10ml 乙酸乙酯溶液也注入 5 號(hào)試管中，當(dāng)注入 5ml

12、 時(shí)啟動(dòng)秒表，用此時(shí)刻作為反應(yīng)的起始時(shí)間，加完全部酯后，迅速充分搖勻，并插入電導(dǎo)池，從計(jì)時(shí)起 2min 時(shí)開(kāi)始讀 ?t 值，以后每隔 2min 讀一次，至 30min 時(shí)可停止測(cè)量。反應(yīng)活化能的測(cè)定：在 35 恒溫條件下，用上述步驟測(cè)定 ?t 值。進(jìn)而求得反應(yīng)的活化能?！緮?shù)據(jù)處理】（ 1）求 27.47 的反應(yīng)速率常數(shù) k1 ，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入下表：-1v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.02 mol/l vnaoh=10.00mlnaoh=0.02 mol/l由于開(kāi)始時(shí)溫度還未溫度，前 4 個(gè)點(diǎn)偏離較遠(yuǎn)，若代入作圖的話線性較差，故舍去前 3 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，得圖 1：數(shù)

13、據(jù)處理： ?t 對(duì)?0?tt作圖 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常數(shù)kc0（ 2）采用同樣的方法求 35的反應(yīng)速率常數(shù) k2 ，計(jì)算反應(yīng)的表觀活化能 ea：-1v 乙酸乙酯 =10.00ml 乙酸乙酯 =0.0200mol/l vnaoh=10.00mlnaoh=0.0200mol/l前 3 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，得圖1：數(shù)據(jù)處理： ?t 對(duì)?0?tt作圖 ,求出斜率 m ，并由 m?1求出速率常數(shù) kc0b 計(jì)算反應(yīng)的表觀活化能： k1/k2=m2/m1 =49.36119901 kj/mol文獻(xiàn)值： ea=46.1 kj/mol【結(jié)果分析與討論】相對(duì)誤差7.74%（ 1）根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù)

14、作 ?t-?0?tt圖，圖形為類似于拋物線的曲線，線性較差，分析原因?yàn)椋阂宜嵋阴ピ砘磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，混合后體系溫度降低，在初放入恒溫槽內(nèi)，反應(yīng)試管溫度未上升速度不如反應(yīng)吸熱速度，導(dǎo)致溫度偏低，繼而影響在混合后的幾分鐘所測(cè)溶液的電導(dǎo)率，使其偏低。去掉前 3 個(gè)數(shù)據(jù)后，重新作圖，則線性明顯提高。以 27.47 去 1 點(diǎn)、去 2 點(diǎn)的圖為例子，可以明顯看出區(qū)別。根據(jù)參考文獻(xiàn)，本次實(shí)驗(yàn)誤差不算太大，在可以接受的范圍內(nèi)。本次數(shù)據(jù)誤差為負(fù)誤差，即測(cè)得反應(yīng)速率比理論速率要低。分析原因：由于恒溫槽一直處于35 ，進(jìn)行測(cè)量時(shí)，進(jìn)行多次充放水，待恒溫槽溫度后，恒溫槽溫度計(jì)顯示溫度為 27.47 ，但實(shí)際上恒溫槽

15、內(nèi)水溫要比測(cè)量值略低（溫度計(jì)從高溫回落到低溫需要較長(zhǎng)時(shí)間）。另外，加入試管后，試管在恒溫槽中并未完全跟恒溫槽達(dá)到熱平衡，且皂化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)量的電導(dǎo)率普遍偏低?！酒阂宜嵋阴ピ砘磻?yīng)速率常數(shù)的測(cè)定】>課程：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)系別：專業(yè)班號(hào)：組別： 實(shí)驗(yàn)日期： 2015 年 4 月 25 日 姓名：學(xué)號(hào)：交報(bào)告日期： 2015 年 5 月 3 日 同組者：實(shí)驗(yàn)名稱：乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的一種物理方法 電導(dǎo)法。 2. 測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)（二級(jí)反應(yīng)）的速率常數(shù)。 3.掌握電導(dǎo)率儀和恒溫槽的使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯的皂化反應(yīng)方程式

16、如下：ch3cooc2h5?naoh?ch3coona?c2h5oh初始濃度 a b 0 0 t時(shí)間后的濃度a?x b?x x x這是個(gè)二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速率可用ch3coona濃度隨時(shí)間的變化率來(lái)表示，即dx?k(a?x)(b?x) dt上式中， a 和 b 分別表示反應(yīng)物乙酸乙酯和氫氧化鈉的初始濃度； x 表示反應(yīng) t 時(shí)間后產(chǎn)物 ch3coona 的濃度； k 代表實(shí)驗(yàn)溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)。若兩種反應(yīng)物的初始濃度相同，即 a?b?c0 ，則上式經(jīng)過(guò)積分整理可得：k?1c0?c?t?c0c上式中， c 為反應(yīng) t 時(shí)間后反應(yīng)物的濃度，即 c?c0?x，故 x?c0?c 。溶液的導(dǎo)電能力可用電

17、導(dǎo)率來(lái)表示。在稀溶液中，電導(dǎo)率?與電解質(zhì)的濃度 c 成正比，確切地講是與離子的濃度成正比，即?=k?c此處，比例系數(shù) k 與溶質(zhì)的本性及溫度有關(guān)。由?=k?c 和 k?1c0?c推導(dǎo)可得 ?t?c0c?t?1?0?t? k?c0t式中， ?0 、?t 和 ? 分別表示， 0 時(shí)刻、 t 時(shí)刻和反應(yīng)完全時(shí)的電導(dǎo)率。根據(jù) ?t?1?0?t? ，用 ?t 對(duì)(?0?t)/t 作圖可以得到一條直線，其斜率為 k?c0t 1/(k?c0) 。因?yàn)榉磻?yīng)物的初始濃度 c0 是已知的，因此由直線的斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù) k 。三、儀器和藥品dds-iic 型電導(dǎo)率儀、 djs-1 型鉑黑電極（即電導(dǎo)池）、混

18、合反應(yīng)器、秒表、洗耳球、大試管 1 個(gè)、 10ml 移液管 3 個(gè)、 0.02mol/l 乙酸乙酯溶液、 0.02mol/lnaoh 溶液。 四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 啟動(dòng)恒溫槽，把溫度設(shè)定在 30 。2.于一個(gè)大試管中，分別用移液管加入10ml 蒸餾水和 10ml 濃度為0.02mol/l 的 naoh 溶液?；旌暇鶆蚝髮⑵渲糜诔?jí)恒溫槽內(nèi)恒溫。3.固定混合反應(yīng)器，用移液管往b 管中加入 10ml0.02mol/lnaoh溶液。用另一只移液管往a 管中加入 10ml0.02mol/l乙酸乙酯溶液。把混合反應(yīng)器也置于超級(jí)恒溫槽中恒溫。4. 測(cè)定放置的已恒溫約10min 的 naoh 溶液的電導(dǎo)率，此即?0 。5. 從大試管中把電極取出，并用蒸餾水沖洗，然后用濾紙吸干后將其插入 b 管中，準(zhǔn)備測(cè)定不同時(shí)刻反應(yīng)混合物系的電導(dǎo)率?t 。6. 把超級(jí)恒溫槽的控制溫度調(diào)至 40 ，然后重復(fù)上述操作。 五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 實(shí)驗(yàn)溫度 30 反應(yīng)物初始濃度c0?0.01mol?l?1反應(yīng)開(kāi)始時(shí)?0=2310?s?cm?12. 實(shí)驗(yàn)溫度40 反應(yīng)物初始濃度c0?0.01mol?l?1反應(yīng)開(kāi)始時(shí)?0=2770?s?cm?13. 結(jié)合不同溫度下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出