電導法測定乙酸乙酯皂化反應的速率常數(shù)(20220216025608)

1、電導法測定乙酸乙酯皂化反響的速率常數(shù)一、實驗目的1了解二級反響的特點，學會用圖解計算法求取二級反響的速率常數(shù)；2用電導法測定乙酸乙酯皂化反響的速率常數(shù)，了解反響活化能的測定方法。二、實驗原理乙酸乙酯皂化是一個二級反響，其反響式為：CHjCOOC2H：+Na>OHCH5COONa*CH50H在反響過程中，各物質(zhì)的濃度隨時間而變。某一時刻的0H-離子濃度可用標準酸進行滴定求 得，也可通過測定溶液的某些物理性質(zhì)而得到。用電導儀測定溶液的電導值G隨時間的變化關系，可以監(jiān)測反響進程， 進而可求算反響的速率常數(shù)。 二級反響的速率與反響物的濃度 有關。假設反響物CH3COOC2H5和NaOH的初始濃度

2、相同均設為c，設反響時間為t時， 反響所產(chǎn)生的 CH3COO-和 C2H5OH的濃度為x,假設逆反響可忽略，那么反映物和產(chǎn)物的濃 度時間的關系為：CH3COOC2HNaOH CH,COONa+ C2HOHtOcc00e-xc-xXXt0一 0上述二級反響的速率方程可表示為：dx/dt=k(c-x)(c-x) 1積分得：kt=x/c(c -x) 2顯然，只要測出反響進程中任意時刻t時的x值，再將濃度 c代入上式，即可得到反響的速率常數(shù)k值。因反響物是稀水溶液，故可假定全部電離。那么溶液中參與導電的離子有Na+、OH-和CH3COOH等，Na+在反響前后濃度不變，OH-的遷移率比的大得多。隨著反響

3、時間的增加，OH-不斷減少，而CH3COO-不斷增加，所以體系的電導值不斷下降。在一定范圍內(nèi)，可以認為體系電 導值的減少量與CH3COONa的濃度x的增加量成正比，即：t=t 時，x= 3 (Gt) 3式中Go和Gt分別是溶液起始和t時的電導值,，G為反響終了時的電導值，3是比例系數(shù)。將(3) 、 (4)代入 (2)得：kt= 3 (oG-Gt)/c 3 (oG-Ga)- (Go-Gt)= (Go-Gt)/c (Gt-Ga)5或?qū)懗?Go-Gt)/ (Gt-G 嗚=ckt6從6式可知，只要測出 Go、Ga和一組Gt值，由(Go G-)/(Gt G呵對t作圖，應得一直線，從其斜率即可求得速率常數(shù)

4、k 值。三、實驗儀器與試劑數(shù)字電導儀停表恒溫水浴移液管 (1o mL)雙管電導池鉑黑電極 1 支洗耳球 1 個NaOH 、 o.o4oo mol/L)CH 3COONa(o.o2oo mol/L)CH3COOC 2H 5 o.o4oo mol/L)四、實驗步驟1開啟恒溫水浴電源， 將溫度調(diào)至所需值 25C。開啟電導率儀的熱源預熱。 本實驗用試管作 電導池。2.配制溶液分別配制 LNaOH 、 LNaOH 、 3COONa 、 3COOC 2H 5各 5omL。o的測定1 洗凈燒杯并烘干，倒入適量 o.o2oo mol/LNaOH 溶液以能浸沒鉑黑電極并高出 1cm 為宜。2用電導水洗滌鉑黑電極

5、，再用 o.o2oo mol/LNaOH 溶液淋洗，然后置入燒杯。3將安好的燒杯置于已恒溫的水浴中恒溫 1 omin 。 4測量溶液的電導 (率)值，每隔 2min 測量一次，共 3次，取其平均值。a的測定實驗測定過程不可能進行到 t= a,且反響也并不完全可逆，故通常以0.0200 mol/L的 CHsCOONa溶液的電導(率)值作為Ga,測量方法與Go的測量方法相同。但必須注意，每次 更換測量溶液時,須用電導水淋洗電極和試管,再用被測溶液淋洗3 次。t的測定1電導池和電極的處理方法與上述相同,裝后置燒杯中。2用移液管量準確取10 mL 0.0400 mol/LNaOH溶液放入洗凈并枯燥的燒

6、杯，用另一支移液管吸取10 mL 0.0400 mol/L CH 3COOC2H5溶液注入燒杯中，均置于恒溫水浴中恒溫10分鐘。3將CH3COOC2H5溶液快速倒入燒杯中，溶液倒入一半時，開始記時，并繼續(xù)倒完，使 溶液混合均勻，并立即測量溶液的電導率值。注意不要使溶液逸出。4每隔2 min測量一次，測15次，再每隔5分鐘測一次，測 4次，直至電導率值根本 不變?yōu)橹?，?9個數(shù)據(jù)。除記錄第一個數(shù)據(jù)的外，其它各數(shù)據(jù)在測量時，應該盡量保持在 整數(shù)分鐘時測定，以便于進行數(shù)據(jù)處理。整個反響約需時45 min1 h。5反響結束后，倒掉反響液，洗凈燒杯和電導電極。五、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理1數(shù)據(jù)記錄及計算表1

7、G。和G 4的測定工程123平均值G°x 10卩 s/cm5Gx 103s/cm表2Gt的測定次數(shù)時間t/minGt/( 1 s/cm )(Go-Gt)/ (Gt-Gx)1224364851061271481691810201122122413261428153016351740184519502、數(shù)據(jù)處理經(jīng)線性擬合，得反響速率常數(shù) k為min-1 mO L六、思考題1.為何本實驗要在恒溫條件下進行，而且CH 3C00C 2H5和NaOH溶液在混合前要預先恒溫?答：溫度對反響速率常數(shù) k影響很大，故反響過程應在恒溫條件下進行。2反響分子數(shù)與反響級數(shù)是兩個完全不同的概念，反響級數(shù)只能通過實驗來確定。試問如 何從實驗結果來驗證乙酸乙酯反響為二級反響？答：選擇不同的乙酸乙酯濃度和氫氧化鈉濃度，測定不同濃度的反響物在相同反響條件下的 反響速率。 3乙酸乙酯皂化反響為吸熱反響，試問在實驗過程中如何處置這一影響而使實驗得到較好 的結果？答：在恒溫水浴中進行，并