实验八,电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数.doc

一、目的要求

,并计算该反应的活化能

二、基本原理
1 乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为
CH3COOC2H5+Na++OH-→CH3COO-+Na++C2H5OH
在反应过程中,各物质的浓度随时间改变。某一时刻的OH-离子浓度,可以用标准酸滴定,也可以通过测量溶液的某些物理性质而求出。以电导率仪测定溶液的电导率值随时间的变化关系,可以监测反应的进程,进而可以求算反应的速率常数。反二级反应的速率与应物的浓度有关。方便起见,设计实验时应物的浓度均采用a作为起始浓度。当反应时间为t时,反应所生成的CH3COO-和C2H5OH的浓度为x,则CH3COOC2H5和NaOH的浓度为(a-x)。设逆反应可以忽略,则有CH3COOC2H5
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
t=0 c c 0 0
t=t a-x a-x x x
t→∞→0 →0 →c →a
二级反应的速率方程可表示为
(1)
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。
由于反应是在稀水溶液中进行的,因此可以假定CH3COONa全部电离。溶液中参与导电的离子有Na+,OH-和CH3COO-等,而Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比CH3COO-大得多。随反应时间的增加,OH-不断减少,而CH3COO-不断增加,所以体系的电导值不断下降。在一定范围内可以认为体系的电导值减少量和CH3COONa的浓度x的增加量成正比,即
t=t时, x=β(κ0-κt) (3)
t=∞时,a=β(κ0-κ∞) (4)
式中κ0和κt分别为起始和t时的电导值, κ∞为反应终了时的电导值,β为比例常数。将(3),(4)代入(2)得
κ0-κt╱κt-κ∞=akt (5)
从直线方程(5)知,只要测定出κ0,κ∞以及一组值以后,利用(κ0-κt)╱(κt-κ∞)对t作图,应的一直线,由斜率即可求得反应的速率常数k,k的单位为min--1. dm3。由电导与电导率κ的关系式:G=κ代入(5)式得: (6)
本实验可以不测κ∞,通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电导率κ0,以κt对作图,也得一直线,从直线的斜率也可求出反应速率数k值。
在不同温度T1、T2时测出反应速率常数K (T1),K(T2),则由阿伦尼乌斯公式求酸反应的活化能。
三仪器试剂
DDSJ-308A型电导率仪 1套秒表 1只
恒温水浴 1套 NaOH(新鲜配制)
双管电导池 1套 CH3COOC2H5(新鲜配制)
移液管 2只
四实验步骤
1 .启动恒温水浴,调至所需温度。恒温水浴
的构造和使用方法可参阅实验一。

本实验可采用DDSJ-308A型电导率仪。
DDSJ-308A型电导率仪是一台智能型的实验室
常规分析仪器,它适用于实验室精确测量水溶液
的电导率及温度、总溶解固体量(TDS)及温度,
也可以测量纯水的