实验八,电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数.doc

一、,、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CH3COOC2H5CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0cc00t=ta-xa-xxxt→∞→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--。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-(新鲜配制)(新鲜配制),调至所需温度。恒温水浴的构造和使用方法可参阅实验一。-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,也可以测量纯水的纯度与温度,以及海水淡化处理中的含盐量的测定。、10类型的电图1电导率仪正面图导电极有“光亮”和“铂黑”两种形式。电导电极出厂时,每支电极都标有一定的电极常数。用户需将次值输入仪器。例如:,则具体操作如下:在