电导法测乙酸乙酯反应的速率常数.doc

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 物理化学实验(1) 实验项目名称：实验十八、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 学院： 化学与化工学院 专业： 食品科学与工程 指导教师： 蔡力行 报告人: 李欣 学号: 2010140083 班级： 10食品 实验时间： 2010-10-18 实验报告提交时间： 教务处制一、实验目的一、用电导法测乙酸乙脂皂化反应速度常数，了解反应活化能的测定方法。二、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。 三、掌握电导仪的使用方法。二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应： CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH 设反应物的起始浓度均为c，则其速率方程为： dx/dt = k(c-x)(c-x) 式中，x为时间 t 时的乙酸根浓度CH3COO-。积分后得： kt = x/c(c-x) 显然，只要知道 t 时 x 的值，就可以求出 k。 本实验中作了两个假定：(1)CH3COONa 全部电离，因为 CH3COONa 溶液是比较稀的溶液；(2)体系电导值的减少量与CH3COO-的增加量成正比。因为在溶液中有 Na+ 和 OH-、CH3COO- 参与导电，而Na+不变，OH- 的迁移率比 CH3COO- 的迁移率大得多，溶液的电导值会随着反应的进行而下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量和醋酸钠的浓度增量成正比。如果以 G0 代表反应起始时溶液的电导值，以 Gt 代表在 t 时刻溶液的电导值，以 G 代表反应完全时的电导值，则在 t 时刻： x = (G0-Gt) 当反应完全时，即 t = 时： x = c = (G0G) 式中的 为比例常数。 将前面积分式中分子上的 x 和分母上的 c-x 用上两式代入，可得到： 其中 k 的单位为 min-1mol-1dm3。 在实际测定中，为获得反应起始时和反应完全时的电导值，采用浓度为 c 的 NaOH 溶液测定G0（可看作另一反应物 CH3COOC2H5 不导电），以浓度为 c 的 CH3COONa 溶液测定G（可看作另一产物 C2H5OH 不导电）。 利用实验数据求 （G0-Gt）/（Gt-G） 并对 t 作图，得到一条直线，直线的斜率应为 ck，由此可求出乙酸乙酯皂化反应的速率常数 k。 如果测定出不同温度下的乙酸乙酯皂化反应的速率常数，则可以根据阿仑尼乌斯公式求出乙酸乙酯皂化反应的活化能：ln(k2/k1) = E(T2-T1)/(RT2T1) （其中E为活化能）三、实验仪器及样品超级恒温槽 双管皂化池 洗耳球 DDS307电导率仪 铂电极大试管两支 10毫升移液管三支 秒表 滤纸 0.0200mol/L 乙酸乙酯 0.0200mol/L NaOH 0.0100mol/L 乙酸钠四、实验装置图五、实验步骤1、 熟悉仪器的使用方法。 恒温槽调至30.0。开启电导率仪的电源，预热10分钟。调节电导率仪的“温度”至30；调“常数”至1;调“量程”至“IV”。2、G0的测定: 在 一支干燥大试管中先后加入10.00毫升0.02N NaOH和10.00毫升H2O，摇匀。用H2O轻轻淋洗电导电极，再用滤纸将电极表面的水分吸干，放入大试管。恒温10分钟后调电导率仪“校正”旋钮，使电导率仪的读数为200。3、G的测定: 干燥大试管中加入约5毫升0.01N 乙酸钠，恒温10分钟，读数。共读三次。4 、Gt的测定: 干燥皂化池A管内加10.00毫升0.02N NaOH ，B管内加10.00毫升0.02N乙酸乙酯，塞上橡皮塞，恒温10min之后，用洗耳球通入B管上口将乙酸乙脂溶液压入A管，与NaOH混合。当溶液压入一半时，开始记录反应时间。反复压几次，使溶液混合均匀，并立即开始测量其电导值，每隔2mmin读一次数据，直至电导数值变化不大时可停止测量。5、恒温槽调至40.0，按照步骤1、2、3、4再测定G0、G、Gt。6、洗净大试管和皂化池， 放入烘箱内干燥。七、实验数据表格及数据图电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数室温 28.5大气压Pa101.73KPat(min)Gt(30)YG0200us/cm21710.302 G 74us/cm41620.437 G275us/cm61540.582 G376us/cm81480.712 G平均75us/cm101430.838 直线斜率0.0538121390.953 速率常数5.38141351.083 161321.193 181301.273 201271.404 221261.451 241241.551 261221.660 281211.717 301191.841 八、实验讨论 本次实验通过对乙酸乙酯皂化反应的电导率测定，观察到随着时间的增加电导率下降，并通过数据处理得到（G0-Gt）/（Gt-G） 并对 t 作图。实验得到乙酸乙酯皂化反应的速率常数为5.38。九、思考题 1.为何实验要在恒温下进行，且NaOH和乙酸乙酯溶液在混合前要先预热恒温？答：温度会影响化学反应的速率常数，因此实验需要预热且保持恒温，才能测定该温度下的速率常数K值。2.如何从实验结果来验证乙酸乙酯的皂化反应为二级反应？答：反应最终生成乙酸钠，是由氢氧化钠和乙酸反应生成的，所以可以推测先要由乙酸乙酯水解生成乙酸。3.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响？答：先让乙酸乙酯皂化反应的反应物预热到30度，然后反应在恒温下进行。指导教师批阅意见： 成绩评定： 指导教师签字：