pH法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数.doc

pH 法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的 ,学会用图解法求取二级反应的速率常数。 pH 法测定乙酸乙酯的速率常数。二、实验原理乙酸乙酯的皂化是一个二级反应,其反应式为: CH 3 COOC 2H 5 +Na + +OH -→ CH 3 COO -+ Na + +C 2H 5 OH 在反应过程中,各物质的浓度随时间而变。用电导仪测定溶液的电导值 G 随时间的变化关系,可以监测反应的进程,进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度有关。如果反应物 CH 3 COOC 2H 5和 NaOH 的初始浓度都为 c ,则反应时间为 t 时,反应所产生的 CH 3 COO -和C 2H 5 OH 的浓度为 x,而 CH 3 COOC 2H 5和 NaOH 的浓度均为( c-x ) ,设逆反应可忽略,则反应物和生成物的浓度随时间的关系为: CH 3 COOC 2H 5 +NaOH → CH 3 COONa+C 2H 5 OH t=0 :C 0C 000 t=t:C 0 -xC 0 -xxx t→∞:→0→0→C 0→C 0 对上述反应的速率方程可表示为: dt dx =k(c 0 -x)( c 0 -x) 积分得: kt=)( x?①,可见,只要测定反应进程中 t时的 x值,再将 C 0 代入,就可求出反应速率常数 k值。设t时刻溶液的pH值为Ct,则此时溶液中 OH -的浓度为C t (NaOH)=10 pH-14 即 a-x= 10 pH-14 ,则ka=(a- 10 pH-14 )/(t* 10 pH-14 ) ,所以用 a-10 pH-14 对t*10 pH-14 作图, 可得到一条直线,该直线的斜率 K=ka ,即 k=K/a 。温度对化学反应速率的影响常用 Arrhenius 方程描述: Ea 为反应活化能,假定活化能是常数,测定了两个不同温度下的速率常数 k(T1) 与k(T2) 后可以按下式计算反应活化能 Ea。三、实验仪器与试剂 1. 仪器:恒温水浴 1 套、 pH 计1 支、双管反应器 2 只、大试管 1 只、 100m l 容量瓶 1只、 20ml 移液管 3只、 刻度移液管 1只 : NaOH 溶液,分析纯乙酸乙酯,新鲜去离子水或蒸馏水。四、实验步骤 ,将温度调至 35℃. 乙酸乙酯溶液。先计算配制 乙酸乙酯溶液 100m l 所需的分析乙酸乙酯(约 )量,根据乙酸乙酯温度与密度的关系式: ρ= - ×t- ×10 -3t2 式中: ρ、t 的单位分别为 kg·m -3和℃,计算该温度下对应的密度并换算成配准 100ml 所需乙酸乙酯的体积, 用 刻度移液管移取所需的体积,加到预先放好 2/3 去离子水的 100ml 容量瓶中,然后稀释至刻度,加盖摇匀备用。 35℃, 起始浓度的 pH 值, C(NaOH)=10 pH-14 mol/L ,移取 20mlNaOH 溶液, 准确加入 20ml 水,放入 pH 计,稳定后读数并记录。 4. 测定 35℃,t 时刻对