酯皂化反应动力学溶剂效应的研究.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse羂羆螆酯皂化反应动力学溶剂效应的研究莆羁袃肂莇薀陈兵陈超陈丽旋何富安螄肄芈(中山大学化学与化学工程学院,98级化学基地班,广州,510275)膂螈薅薆螃羃芁腿羁摘要:本文测定了乙酸甲酯和乙酸丁酯分别在水溶液、混合溶剂(水+甲醇、水+乙醇、羄薂罿水+正丙醇、水+DMSO)体系中进行碱性水解反应的速率常数,考察了溶剂种类、混合溶剂组成对反应速率常数的影响。对酯类化合物皂化反应的动力学溶剂效应作了初步分析,获得了有科学意义的结果。芁芆薈关键词:动力学溶剂效应,皂化反应,酯,混合溶剂。。不同溶剂对反应速率的影响有时甚至可以相差到109倍。因此,研究溶剂对反应速率的影响不仅具有重要的科学意义,而且对生产实际具有指导意义。蒁肈肂在基础物理化学实验中,我们测量了乙酸乙酯皂化反应的速率常数和活化能[1]。金家骏等[2-4]研究了乙酸乙酯皂化反应的动力学溶剂效应和动力学盐效应。为了解介质对反应速率的影响规律,作者选择了另外两种典型的酯类物质——乙酸甲酯和乙酸丁酯,对其在水溶液和混合溶剂中的碱性水解反应动力学性能进行了研究。袆膃衿具体来说,本实验组开展了以下研究工作:薁葿蒈乙酸甲酯在溶剂体系分别为水+甲醇(4∶1)、水+乙醇(4∶1)、水+正丙醇(4∶芃袁袅1)情况下进行皂化反应的反应速率,旨在研究不同溶剂对同一酯的皂化反应动力学性能的影响。实验中,,与等摩尔数的NaOH分别在30℃的水+甲醇(120ml∶30ml)、水+乙醇(120ml∶30ml)、水+正丙醇(120ml∶30ml)溶剂中反应。测定其反应速率。蚁衿袁CH3COOCH3+OH-CH3COO-+CH3OH肅羄罿乙酸甲酯在混合溶剂——水+甲醇中进行碱性水解反应,其组成为:80%、60%、螁肆薅40%、20%和0%(甲醇的体积百分数),研究混合溶剂组成对同一反应的动力学性能的影响。实验中,,与等摩尔数的NaOH在30℃的水+甲醇混合溶剂进行反应。测定其反应速率。螇蚃莃CH3COOCH3+OH-CH3COO-+CH3OH螁蒇蚀③乙酸丁酯在溶剂体系分别为水、水+乙醇(4∶1)、水+DMSO(4∶1)情况下进行皂膅蒂肈化反应的反应速率,研究不同类型溶剂对酯碱性水解反应动力学性能的影响规律。实验中,,与等摩尔数的NaOH分别在35℃的水(150ml)、水+乙醇(120ml∶30ml)、水+DMSO(120ml∶30ml)溶剂中反应。测定其反应速率。袀袈羆CH3COOCH2CH2CH2CH3+OH-CH3COO-+;电导电极一支;恒温槽装置一套;动力学数据实时采集软硬件系统一套。肀莆莇乙酸甲酯,乙酸丁酯,NaOH,无水甲醇,无水乙醇,正丙醇,DMSO。以上试剂中,除乙酸甲酯为化学纯外,其他均为分析纯。,酯类的皂化反应是二级反应,其反应式为:薅袂芈R1COOR2+OH-R1COO-+R2OH芀膈螈设在t时间生成物的浓度为x,则这个反应的动力学方程为:芆袅芅dx/dt=k(a-x)(b-x)莀薈膁式中a、b分别为酯R1COOR2和NaOH的起始浓度,k为反应速率常数。蚄蚃莈若a=b,则变为莀罿腿dx/dt=k(a-x)2蒆莂蚂积分得蒀膆芄kt=x/[a(a-x)]袄膁莈又因为体系电导的减少值和CH3COONa的浓度x的增大成正比,即蕿薇莅t=t时,x=a(G0-Gt)薆膄蒄t=∞时,x=a(G0-G∞)虿羈羂由以上几个式子可得:肄羃蒈kt=(G0-Gt)/[a(G0-G∞)]蝿荿螆或者螆螂膆Gt=(1/ka)·(G0-Gt)/t+G∞衿螀螁以Gt对(G0-Gt)×1000/t作图,求得斜率m=1/ka,于是芃螅薈k=1/[1],本文按如下步骤进行实验:罿芇薀⑴将恒温槽温度调节于一定温度下,用50ml移液管转移150ml蒸馏水于干燥的反应器中,蚇节蚈放入恒温槽内恒温。聿蚈薈⑵,在煤气灯上封口,再次称量,肅肁芆求得酯的质量。腿聿薃⑶·l-1标准NaOH溶液加入已盛有150ml蒸馏水的反应袇肄螇器中,充分混和后,将电导电极插入溶液,使电极片完全浸入溶液中,恒温20min之后,测定溶液电导,再次摇动反应器,停30s后,再次测定电导,至读数恒定,以此作为电导值G0。芈膆蚅⑷将已准确称量的小玻璃泡放入特制玻璃管