乙酸乙酯皂化反应的设计实验.doc

一、实验目的
1、用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。
2、用图解法求二级反应的速率常数,计算反应的活化能。
3、掌握测量原理,学会使用电导率仪和恒温水浴。
二、设计提示
1、乙酸乙酯皂化反应是个二级反应,其反应方程式为:
CH3COOC2H5+Na++OH-→CH3COO-+Na++C2H5OH
当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时,如均为a,则反应速率表示为: (1)
式中,x为时间t时反应物消耗掉的浓度,k为反应速率常数。将上式积分得(2)
起始浓度a为已知,因此只要由实验测得不同时间t时的x值,以对t作图,应得一直线,从直线的斜率m(=ak)便可求出k值。
2、乙酸乙酯皂化反应中,导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,致使溶液的电导逐渐减小,因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化,从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令K0为t=0时溶液的电导,Kt为时间t时混合溶液的电导,K∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。则稀溶液中,电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比,设A为比例常数,则
t=t时,x=x ,
t=∞时,x→a,
由此可得
所以(2)式中的a-x和x可以用溶液K中相应的电导率表示,将其代入(2)式,并进行重排得:
(3)
显然,只要通过实验测出不同时间溶液的电导率值Kt和起始溶液的电导率值K0, Kt对作图,可得一直线,从直线的斜率( )可求出反应速率数k。如果知道不同温度下的反应速率常数如k(T2)和k(T1),根据Arrhenius公式,可计算出该反应的活化能E和半衰期。
(5)
三、设计要求
1、实验名称(与设计实验内容相符合的设计题目);
2、实验目的(写明设计实验的理论依据、实际意义);
3、设计方案用何实验设备及试剂进行测试,测定的原始数据记录及数据处理方法和被测物的理论值;
4、设计方案要求提前一周交给指导教师审阅,自行做预备试验,将需要的药品仪器提交给老师,在2-3周内完成实验,按时交实验报告。
四、实验要求
1、同一时间段实验可由1-2位同学进行一个实验方案;
2、方案经指导教师认可后方可进行实验;
3、在平时规定的时间内按原分组进行实验,个别不能完成的可与指导老师联系安排进行;
4、实验后认真做好所用仪器的复原、清洗及卫生清洁工作。
五、报告要求
1、实验目的、原理明确,实验条件、装置简图清晰、完整;
2、实验步骤陈述正确,原始数据齐全,整洁;
3、数据处理方法及计算结果正确;
4、有实验结果分析(所测几个性能的数据,各说明什么问题,有何误差等)与问题讨论;
六、参考文献
1、傅献彩,沈文霞等《物理化学》(第五版)上、下册;
2、复旦大学等编《物理化学实验》(第三版);
3、北京大学化学学院物理化学实验教学组《物理化学实验》(第四版);
4、其他论文文献自查。
5、实验的详细内容可参见湖南城市学院物理化学精品课程网站
http://jx.:808