实验七-乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定说课材料.doc

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实验七 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
[日期：2008-06-18]
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乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一、目的及要求
1、测定皂化反应中电导的变化，计算反应速率常数。
2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。
3、熟悉电导率仪的使用。
二、原理
乙酸乙酯的皂化反应为二级反应：
CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH
在这个实验中，将CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度，设a为起始浓度，同时设反应时间为t时，反应所生成的CH3COONa和C2H5OH的浓度为x，那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度为（a－x），即
CH3COOC2H5+NaOH= CH3COONa+ C2H5OH
t=0时， a a 0 0
t=t时， a-x a-x x x
t→∞时， 0 0 a a
其反应速度的表达式为：
dx/dt=k（a-x）2
k—反应速率常数，将上式积分，可得
kt=x/[a（a-x）] *
乙酸乙酯皂化反应的全部过程是在稀溶液中进行的，可以认为生成的CH3COONa是全部电离的，因此对体系电导值有影响的有Na+、OH-和CH3COO-，而Na+、在反应的过程中浓度保持不变，因此其电导值不发生改变，可以不考虑，而OH-的减少量和CH3COO-的增加量又恰好相等，又因为OH-的导电能力要大于CH3COO-的导电能力，所以体系的电导值随着反应的进行是减少的，并且减少的量与CH3COO-的浓度成正比，设L0—反应开始时体系的电导值，L∞—反应完全结束时体系的电导值，Lt—反应时间为t时体系的电导值，则有
t=t时， x=k'（L0-Lt）
t→∞时， a=k'（L0-L∞）
k'为比例系数。
代入*式得
Lt=1/ka×[（L0-Lt）/t]+ L∞
以Lt对（L0-Lt）/t作图，得一直线，其斜率为1/ka，由此求得k值。
三、实验仪器和试剂
恒温水浴一套，电导率仪一台，秒表一只，羊角型电导池一支，移液管一支，试管一只，移液管（10mL）二只，移液管（2mL带刻度）一只，容量瓶（50mL）一只，容量瓶（1000mL）一只，0.1mol NaOH溶液，乙酸乙酯（A.R）分子量88.11，密度0.9002L/ml）。

K1：电源开关 K4：校正调节 K7：电极常数调节
K2：高周、低周开关 K5：量程选择开关 C1：电极插口
K3：校正、测量开关 K6：电容补偿调节 C2：10毫伏输出
四、实验步骤
1． 溶液的配制
1． 1氢氧化钠溶液的配制
用移液管吸取10 mL NaOH标准溶液于50mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。
1． 2乙酸乙酯的配制（4组配1瓶）
乙酸乙酯的毫升数=[（NaOH标准溶液浓度/5）×88.11]/0.9
先取500mL蒸馏水加入1000mL容量瓶中，加入计算所得的乙酸乙酯的毫升数，加水稀释至刻度摇匀。
2． 将恒温槽的温度调至25℃
2．1打开恒温槽电源，看设定温度的黄字如果是25℃可不调，直接打开电源即可（如果不是25℃按功能键，使红色数字变成SP，这时按△升温，▽降温键，使黄字变为25.00）。然后按功能键使其显示温度。
3． L0的测定
用移液管量取NaOH和蒸馏水各10mL加入试管中，置于恒温槽中恒温。待恒温10分钟测电导率。
测定方法：
打开数显电导率仪，仪器自动显示标准。将电极插入试管中，将温度补偿调至25℃。将电导池常数调到对应位置（如常数为0.98，常数调为9.8）。按动“标准/测量”键，进行测量，此时电导率仪显示数字就是L0的值（用蒸馏水冲洗电极后擦干备用）。
4． Lt的测定
将10mLNaOH和10mL乙酸乙酯分别加入羊角型电导池中（两种溶液不能混合）。恒温十分钟后将两种溶液混合，同时用秒表记录下反应时间。并在两管中混合3次。把电极插入立管中，并在2、4、6、9、12、15、20、25、30、40、50、60分钟读取电导率Lt。12组数读完后关闭恒温槽电源，关闭电导率仪。实验结束。
实验完毕后，洗净电导池。用蒸馏水淋洗电导电极，并用蒸馏水浸泡好。
五、数据处理
1、将t、Lt、L0－Lt及（L0－Lt）/t等数据列于下表：
实验温度：25℃ 气压：98.39kPa L0:1.934 ms/cm
t/min
Lt/(ms∙cm-1)
(L0-Lt)/(ms∙cm-1)
[L0-Lt/t]/(ms∙cm-1∙min-1)
2
1.793
0.141
0.0705
4
1.700
0.234
0.0585
6
1.612
0.322
0.0537
9
1.506
0.428
0.0476
12
1.425
0.509
0.0424
15
1.361
0.573
0.0382
20
1.278
0.656
0.0328
25
1.214
0.720
0.0288
30
1.159
0.775
0.0258
40
1.075
0.859
0.0215
50
1.022
0.912
0.0182
60
0.981
0.953
0.0159
2、以Lt对（L0－Lt）/t作图，由所得直线斜率，求出反应速率常数k。

随手盖上瓶塞殊为重要。
4、乙酸乙酯溶液要重新配制，因放置过久，能自行缓慢水解而影响结果。
七、思考题
1、若需测定L∞值，可如何进行？
答：干燥大试管中加入约5毫升0.01 mol·dm-3乙酸钠，恒温后（约15分钟）读数。
2、若欲计算本反应的活化能，作何种测定？
答：若由实验求得两个不同温度下得速率常数k，则可利用公式：

计算出反应的活化能E。

不同温度下乙酸乙酯皂化反应速率常数文献值
t℃
k(L·mol-1·min－1)
t℃
k (L·mol-1·min－1)
t℃
k (L·mol-1·min－1)
15
3.3521
24
6.0293
33
10.5737
16
3.5828
25
6.4254
34
11.2382
17
3.8280
26
6.8454
35
11.9411
18
4.0887
27
7.2906
36
12.6843
19
4.3657
28
7.7624
37
13.4702
20
4.6599
29
8.2622
38
14.3007
21
4.9723
30
8.7916
39
15.1783
22
5.3039
31
9.3522
40
16.1055
23
5.6559
32
9.9457
41
17.0847

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