物理化学实验报告 - 乙酸乙酯皂化反应动力学（学术论文）

《物理化学实验报告 - 乙酸乙酯皂化反应动力学（学术论文）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京理工大学物理化学实验报告乙酸乙酯皂化反应动力学班级：09111101实验日期：2013-4-27一、实验目的1）了解二级反应的特点。2）用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。3）由不同温度下的速率常数求反应的活化能。二、原理乙酸乙酯在碱性水溶液中的消解反应即皂化反应，其反应式为：CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH反应式是二级反应，反应速率与CH3COOC2H5及NaOH的浓度成正比。用a,b分别表示乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度，x表示在时间间隔t内反应了的乙酸乙酯或氢dx氧化钠的浓度。反应速率为：=k(a−x)(b−dtx)k为反应速率

2、常数，当a=b时，上式为：dx=k(a−x)2dt反应开始时t＝0，反应物的浓度为a，积分上式得：1xk＝taa−x在一定温度下，由实验测得不同t时的x值，由上式可计算出k值。改变实验温度，求得不同温度下的k值，根据Arrhenius方程的不定积分式有：Ealnk=−+cRT以lnk对1T作图，得一条直线，从直线斜率可求得Ea。若求得热力学温度T1,T2时的反应速率常数k1,k2,也可由Arrhenius方程的定积分式变化为下式求得Ea值：1k111Ea=(Rln)(−)k2T2T1由于在反应中，生成物浓度x无法即时测量，所以本实验通过测量溶液的电导率κ代替测量生成物浓

3、度x。乙酸乙酯、乙醇是非电解质。在稀溶液中，非电解质电导率与浓度成正比，溶液的电导率是各离子电导之和。反应前后Na+离子浓度不变，整个反应过程电导率的变化取决于OH−与CHCOO−浓度的变化，溶液中OH−的导电能力约为CHCOO−的33五倍，随着反应的进行，OH−浓度降低，CHCOO−的尝试升高，溶液导电能力明3显下降。一定温度下，在稀溶液中反应，κ0,κt,κ∞为溶液在t=0,t=t,t=∞时的电导率，A1，A2分别是与NaOH、CH3COONa电导率有关的比例常数（与温度、溶剂等有关），于是：t=0，κ0=A1a;t=t，κt=A1a−x+A2x;t=∞，κ∞=A2

4、a;由此得κ0−κt=(A1−A2)x即x=(κ0−κt)/(A1−A2)κt−κ∞=(A1−A2)(a−x)即(a−x)=(κt−κ∞)/(A1−A2)1x而k＝即ta(a−x)κ0−κt＝katκt−κ∞上式变形为：κ0−κtκt＝+κ∞katκ0−κt1以κt对作图为一直线，斜率为，由此可求出k。tka2三、仪器和试剂恒温槽、电导率仪、电导电极、叉形电导池、秒表、碱式滴定管、10ml、25m移液管、100mL，50ml容量瓶、乙酸乙酯（A.R.）、氢氧化钠溶液（0.04mol·dm−3）四、实验步骤准备溶液：1）打开恒温槽，设置温度为25℃。将叉形电导池洗净、烘干

5、。同时清洗两个100ml、一个50ml的容量瓶；2）在100ml容量瓶中加入小许水，然后使用分析天平称量加入乙酸乙酯0,1716g，定容待用。3）经过计算，定容后的乙酸乙酯的浓度为0.01948mol·L-1，配置同浓度的NaOH-1所需0.04000mol·L的NaOH体积为48.69ml，用碱式滴定管量取48.69ml溶液于100ml容量瓶中，定容待用。4）用25ml移液管移取25mlNaOH溶液于50ml容量瓶中，定容待用。k0测量1）取一部分稀释的NaOH于洁净干燥的叉形管直管中，将用稀释的NaOH润洗后的电导电极放入叉形管直管中，在恒温槽中恒温10min，读取

6、电导率。保留叉形管中溶液，用于35℃测量k0。kt的测量：1）用移液管取乙酸乙酯和同浓度的NaOH各10ml分别加入到叉形管的直管和测管中，将电导电极插入直管中，恒温10min。2）将两种溶液混合，同时开启秒表计时。3）3min后读取溶液的电导率，以后每3min中读取一次，测量持续30min。3测量35℃的电导率：1）将恒温槽温度设置为35℃。2）将保存的稀释的NaOH放在恒温槽中恒温10min测量k0。3）重复上述测量kt的方法测量35℃下的kt。4)清洗玻璃仪器，电导电极用去离子水清洗，浸入去离子水中保存。五、实验数据记录与处理实验中记录实验数据如下：称取乙酸乙酯的

7、质量是m=0.1716g，乙酸乙酯0Ǥ1ͳ1͹/ͳͳǤ11−1−1乙酸乙酯的浓度为a==moL=0Ǥ0194ͳmoL0Ǥ1-1配制同配置同浓度的NaOH所需0.04000mol·L的NaOH体积为：0Ǥ1ͳ1͹ͳͳǤ11gmo−1乙酸乙酯aOH==−1=0Ǥ04ͳ͹9l=4ͳǤ͹9mlaOH0Ǥ0400moll实验记录电导率数值如下：温度25℃35℃K0/µs17582040参数(0−)(0−)电导率/µs电导率/µs时间/s180.015611.09417471.389360.01436