物化实验报告乙酸乙酯.docx

乙酸乙酯皂化反应速率系数测定
2011011743 分1 黄浩
同组实验者:李奕
实验日期:2013-10-19 提交报告日期:2013-10-22
实验教师:王振华
1. 引言
实验目的
a. 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。
b. 了解二级反应的特点,学习反应动力学参数的求解方法,加深理解反应动力学特征。
c. 进一步认识电导测定的应用,熟练掌握电导率仪的使用方法。
实验原理
反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应,其速率方程式可以表示为
(1)
将(1)积分可得动力学方程:
(2)
(3)
式中:为反应物的初始浓度;为t时刻反应物的浓度;为二级反应的反应速率常数。将1/c对t作图应得到一条直线,直线的斜率即为。
对于大多数反应,反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示:
(4)
式中:为阿累尼乌斯活化能或反应活化能;为指前因子;k为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数,就很容易得到
(5)
由(5)就可以求出活化能。
乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,
t=0时, 0 0
t=t时,
t=∞时, 0 0
设在时间t内生成物的浓度为x,则反应的动力学方程为
(6)
(7)
本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设、和分别代表时间为0、t和∞(反应完毕)时溶液的电导率,则在稀溶液中有:
式中A1和A2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数,由上面的三式可得
(8)
将(8)式代入(7)式得:
(9)
整理上式得到
(10)
以对作图可得一直线,直线的斜率为,由此可以得到反应速率系数。
溶液中的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比,因此以电导代替电导率,(10)式也成立。实验中既可采用电导率仪,也可采用电导仪。
2. 实验操作
实验药品、仪器型号及测试装置示意图
仪器:计算机及接口一套(或其他电导数据记录设备);DDS-11A型电导率仪一台;恒温槽一套;混合反应器3个;电导管2个;20ml移液管2支;10ml移液管2支;;100ml容量瓶1个;洗耳球一个。
药品:·L-3NaOH标准溶液;·L-3NaAc溶液(此浓度值为NaOH标准溶液的一半);乙酸乙酯(AR);新鲜去离子水或蒸馏水。
本实验的核心装置为混合反应器,如下图所示:
图1 混合反应器示意图
实验条件
环境温度: ℃相对湿度:39% 环境气压:
实验操作步骤及方法要点
配制乙酸乙酯溶液
配制100ml乙酸乙酯溶液,使其浓度与氢氧化钠标准溶液相同。乙酸乙酯的密度根据下式计算:

根据环境温度,求得乙酸乙酯的密度为902kg/m3,则需要乙酸乙酯的体积为:
aOHVNaOHMρ=
配制方法如下:在100ml容量瓶中装2/3体积的水,,滴入容量瓶中,加水至刻度,混匀待用。
准备工作
检查仪器药品,接通电源。设定恒温槽温度为20℃左右(以温度计为准,比室温高0