電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)第一頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。n的使用。第1頁/共21頁第二頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。乙酸乙酯皂化反應(yīng)是一個二級反應(yīng)乙酸乙酯皂化反應(yīng)是一個二級反應(yīng)：CH3COOC2H5 + Na+ OH- CH3COO- +Na+ C2H5OH在反應(yīng)過程中，各物質(zhì)的濃度隨時間而改變。某一時刻的OH-離子濃度，可以用標(biāo)準(zhǔn)酸進(jìn)行滴定求得，也可以通過測量溶液的某些物理性質(zhì)而求出。以電導(dǎo)儀測定溶液的電導(dǎo)值 G 隨時間的變化關(guān)系，可以監(jiān)測反應(yīng)的進(jìn)程，進(jìn)而可求算反應(yīng)的速率常數(shù)。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第2頁/共21頁第三頁，編輯于星期二：

2、九點(diǎn) 三十四分。 二級反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。為了處理方便起見，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時將反應(yīng)物 CH3COOC2H5 和 NaOH 采用相同的濃度 c 作為起始濃度。當(dāng)反應(yīng)時間為 t 時，反應(yīng)所生成的CH3COO- 和C2H5OH的濃度為 x ，那么CH3COOC2H5 和 NaOH的濃度則為 (c-x) 。設(shè)逆反應(yīng)可以忽略，則應(yīng)有實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第3頁/共21頁第四頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。cctxxxcxcttcct 0 0 0 0 0OHHCCOONaCHNaOHHCOOCCH 523523時時時實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第4頁/共21頁第五頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。二級反應(yīng)的速率方程

3、可表示為)(xcxckdtdx)(xccxkt積分得故只要測出反應(yīng)進(jìn)程中 t 時的 x 值，再將 c 代入，就可以算出反應(yīng)速率常數(shù) k 值。(1)(1)(2)(2)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第5頁/共21頁第六頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。 由 于 反 應(yīng) 是 在 稀 的 水 溶 液 中 進(jìn) 行 的 ， 故 可 假 定CH3COONa全部電離。溶液中參與導(dǎo)電的離子有Na+、OH-和CH3COO-等，而Na+在反應(yīng)前后濃度不變， OH-的遷移率比CH3COO-的遷移率大得多。隨著反應(yīng)時間的增加， OH-不斷減少，而CH3COO-不斷增加，所以體系電導(dǎo)值不斷下降。在一定范圍內(nèi)，可以認(rèn)為體系電導(dǎo)值的減少量

4、和CH3COONa的濃度 x 的增加量成正比，即實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第6頁/共21頁第七頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。 式中G0和Gt 分別為起始和 t 時的電導(dǎo)值， 為反應(yīng)終了時的 電導(dǎo)值， 為比例常數(shù)。將（3）、（4）式代入式（2）得：G)()()()(0000GGcGGGGGGcGGkttttt)()(00GGctGGxttt時，時，（3 3）（4 4）實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第7頁/共21頁第八頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。 從直線方程式（5）可知，只要測定出G0、 以及一組Gt 值后，利用 對 t 作圖，應(yīng)得一直線，由斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù) k 值，k 的單位為min-1mol -1

5、dm3。 G)/()(0GGGGtt整理成cktGGGGtt0（5）實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第8頁/共21頁第九頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。儀器和試劑儀器和試劑第9頁/共21頁第十頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。恒溫槽恒溫槽叉形電導(dǎo)池叉形電導(dǎo)池第10頁/共21頁第十一頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率儀第11頁/共21頁第十二頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。第12頁/共21頁第十三頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。2、 G0、G 的測定的測定用電導(dǎo)率測定上述已恒溫的溶液的電導(dǎo)值G0。實(shí)驗(yàn)測定中，不可能等到t，且反應(yīng)也并不完全不可逆，所以通常以0.0100 mol/L的CH3CO

6、ONa溶液的電導(dǎo)值作為G，測量方法同G0。必須注意，每次更換電導(dǎo)池中的溶液時，都要先用電導(dǎo)水淋洗電極和電導(dǎo)池，接著再用被測溶液淋洗2到3次。 第13頁/共21頁第十四頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。 在另一支叉形電導(dǎo)池直支管中加入0.0200 mol/L的乙酸乙酯溶液10mL，側(cè)支管中加入0.0200 mol/L的NaOH溶液10mL，并把洗凈的電導(dǎo)電極插入直支管中。在恒溫情況下，混合兩溶液，同時開啟停表，記錄反應(yīng)時間，并在恒溫槽中將叉形電導(dǎo)池中溶液混合均勻并立即測其電導(dǎo)值，每隔2 min測一次，直到電導(dǎo)數(shù)值變化不大時（一般45min到60min）。第14頁/共21頁第十五頁，編輯于星期二：

7、九點(diǎn) 三十四分。如果實(shí)驗(yàn)時間允許，可按上述操作步驟和計(jì)算方法，測定另一溫如果實(shí)驗(yàn)時間允許，可按上述操作步驟和計(jì)算方法，測定另一溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)度下的反應(yīng)速率常數(shù) k 值，用阿侖尼烏斯值，用阿侖尼烏斯 （Arrhenius）公式，計(jì)算反應(yīng)活化能。）公式，計(jì)算反應(yīng)活化能。211212lnTTTTREkk（6 6）式中式中 k1、k2 分別為溫度分別為溫度T1、T2 時測得的反應(yīng)速率常數(shù)，時測得的反應(yīng)速率常數(shù)，R R 為為氣體常數(shù)，氣體常數(shù)，E E 為反應(yīng)的活化能。為反應(yīng)的活化能。4、反應(yīng)活化能的測量、反應(yīng)活化能的測量第15頁/共21頁第十六頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。第16頁/共21頁第十七頁，編輯于星期二：九點(diǎn) 三十四分。第17頁/共